Fonte fractionnaire : quand des vortex brisés défont l'ordre ✛ ✎ ✦

Un tissu de fils entrelacés ne se déchire pas d'un coup : si l'on coupe un fil vertical, les horizontaux tiennent encore. Un principe similaire s'applique dans certains milieux quantiques bidimensionnels. Là, les défauts — des vortex fractionnaires — ne peuvent se déplacer que le long d'un seul axe, comme une déchirure qui n'affecte pas toute la toile.

Quand la température augmente, ces vortex deviennent plus nombreux — c'est ce que dicte la deuxième loi de la thermodynamique. Au point critique, la fusion se produit. Mais si les liaisons verticales et horizontales diffèrent, le système fond en deux étapes : d'abord les fils faibles se rompent, puis les forts. Entre les deux, un état surprenant apparaît : le matériau s'écoule dans une direction, mais reste solide dans l'autre.

Cette découverte approfondit notre compréhension de la supraconductivité et de la superfluidité. La simulation numérique a confirmé ce scénario. On peut l'observer en réalité dans les condensats de Bose-Einstein — des nuages d'atomes refroidis à des températures extrêmement basses. Là, les vortex fractionnaires se comportent comme des singularités, réorganisant les champs quantiques. La mécanique découverte fait écho à des processus dans le plasma cosmique, où des vortex similaires participent à la reconnexion des lignes magnétiques et même à la destruction d'étoiles.