Particules à masse négative ?

8 février 2018, 09:06
Particules à masse négative ?
Particules à masse négative ?
Les objets sont constitués de matière. L’une de leurs caractéristiques est leur « masse », y compris les particules élémentaires dépourvues de masse au repos, mais dotées d’énergie. Elles réagissent à l'application d'une force extérieure avec l’effet attendu. Ce qui est plus étonnant, c'est que les particules possédant une « masse négative » montrent une réaction opposée à l'application d'une force.

Les chercheurs de l'université de Rochester ont cherché à produire des particules possédant une masse négative dans un matériau semi-conducteur d’épaisseur atomique. Selon Nick Vamivakas de l’institut d'optique de l'université de Rochester, les résultats de ces recherches sont à la fois intéressants et enthousiasmants du point de vue purement physique, et l'équipe a même créé un dispositif pouvant produire de la lumière laser en utilisant une quantité d'énergie progressivement faible.

Le dispositif est constitué de deux miroirs formant une microcavité optique destinée à confiner la lumière dans différentes couleurs du spectre selon leur espacement. Du diséléniure de molybdène semi-conducteur est ensuite incorporé dans la cavité à une épaisseur atomique. Il se produit une interaction avec la lumière piégée, et les petites particules appelées « excitons » du semi-conducteur se combinent avec les photons de la lumière confinée pour former des « polaritons ». Ce processus de transfert d’identité d’un exciton au profit d'un photon pour créer un polariton produit un objet associé à une masse négative. Et lorsque vous essayez de pousser ou de tirer la particule, elle se déplace dans la direction opposée à celle que vous imaginiez.

Même si les applications pratiques sont encore lointaines, le laboratoire poursuit ses recherches sur certains aspects des résultats obtenus :
• Substrat de fabrication de laser : grâce aux polaritons, les lasers pourraient fonctionner de manière complètement différente des modèles classiques, puisque le système déclenche la production d’un faisceau laser avec une énergie d'entrée plus faible.
• Physique de la masse négative : le comportement réactif des polaritons dans des champs électriques et sous l'effet de forces externes doit faire l'objet de recherches plus approfondies.

Un article relatif à ces recherches, intitulé Anomalous dispersion of microcavity trion-polaritons, a été publié par S. Dhara et autres, dans la revue Nature Physics.

 
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