La spectroscopie de la matière condensée étudie les propriétés électroniques et magnétiques des solides dans diverses conditions.La spectroscopie de la matière condensée est l'étude de la manière dont les solides interagissent avec le rayonnement électromagnétique et les particules, afin de révéler leur structure électronique et magnétique interne. En éclairant un matériau avec de la lumière, des rayons X ou des neutrons, et en analysant l'énergie et la quantité de mouvement des particules diffusées ou émises, les chercheurs peuvent cartographier les niveaux d'énergie des électrons, les vibrations des atomes et l'arrangement des moments magnétiques. Ce domaine est fondamental pour comprendre pourquoi les matériaux ont les propriétés qu'ils ont — pourquoi certains conduisent l'électricité, d'autres sont magnétiques, et d'autres encore sont transparents.
Le domaine est issu de la spectroscopie optique du début du XXe siècle, mais la spectroscopie moderne de la matière condensée a pris forme dans les années 1950 à 1970 avec le développement des sources de rayonnement synchrotron et des réacteurs à neutrons, qui ont fourni des sondes intenses et accordables pour les solides.
L'idée centrale est qu'un matériau absorbe ou émet de l'énergie en quanta discrets. Lorsqu'un rayonnement frappe un solide, il peut exciter un électron d'un état à un autre, créer une vibration (phonon) ou retourner un spin magnétique. En mesurant l'énergie et la quantité de mouvement des particules entrantes et sortantes, les scientifiques reconstituent le spectre des excitations possibles. Ce spectre agit comme une empreinte digitale de l'organisation électronique et magnétique du matériau. Des techniques comme la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) imagent directement les bandes électroniques, tandis que la diffusion de neutrons révèle les ondes de spin et l'ordre magnétique.
Elle est utilisée pour concevoir et caractériser des matériaux pour l'électronique, les supraconducteurs, les batteries et le stockage magnétique, ainsi que pour étudier des états exotiques comme les isolants topologiques et les supraconducteurs à haute température.
Certaines techniques de spectroscopie de la matière condensée peuvent détecter les champs magnétiques d'une seule couche atomique, ce qui permet aux chercheurs d'imager les motifs magnétiques dans les films minces mentionnés dans les titres d'articles.
| n_s | variable | Scalar spectral index — indice spectral scalaire |
| \epsilon | variable | First slow-roll parameter — slow roll parameter |
| \eta | variable | Second slow-roll parameter — slow roll parameter second |
| r | variable | Tensor-to-scalar ratio — tensor to scalar ratio |
