Type-II Weyl : Une nouvelle particule prédite par les physiciens

Les physiciens prédisent une nouvelle particule appelée le fermion type-II Weyl et elle possède des caractéristiques particulières par rapport au modèle standard de la physique.


Une nouvelle particule appelée Type-II Weyl prédite par les physiciens

Les scientifiques prédisent l’existence d’une nouvelle particule fermion appelé Weyl type-II. Elle est très proche du fermion Weyl qui a été prédit il y a près de 85 ans et qui a été découvert seulement cette année. Mais on ne s’attendait pas à ce que le fermion Weyl possède une cousine qui défie de nombreuses lois universelles.

Le fermion Type-II Weyl, une particule qui est un isolant et un conducteur en même temps

Le fermion type-II Weyl a été prédit lorsque les chercheurs ont noté qu’un matériau cristallin métallique connu comme le ditelluride de tungstène se comportait d’une manière étrange. La plupart des métaux deviennent des isolants lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique tandis que les cristaux métalliques comme les fermions Weyls deviennent d’excellents conducteurs. Mais le ditelluride de tungstène nous fait sa double-face dans la mesure où il peut devenir un isolant ou un conducteur selon la direction du champ magnétique.

Quand une équipe internationale menée par l’université de Princeton a analysé ce comportement, ils ont prédit que ce résultat provient d’une nouvelle particule qui a été appelée le fermion type-II Weyl. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature. Le métal qui contient des fermions type-II Weyl est un solide de matière condensée. C’est une classe de cristaux que les chercheurs appellent les matériaux de l’univers parce qu’ils contiennent une grande richesse de particules.

Les particules des solides de matière condensée

Le ditelluride de tungstène qui pourrait contenir la particule Type-II Weyl

Le ditelluride de tungstène qui pourrait contenir la particule Type-II Weyl

Dans l’univers normal, les électrons sont des particules élémentaires. Mais dans des solides de matières condensées, ce sont de petites Quasi-particules appelées électrons de Bloch qui sont des particules élémentaires. Et ces électrons de Bloch peuvent contenir toutes les autres particules possibles dans l’univers. Cela signifie que ces particules peuvent devenir leur propre univers et c’est remarquable puisque les scientifiques peuvent les utiliser pour faire des expériences avec des résultats qui couvrent tous les domaines. En fait, c’était l’un des cristaux de matière condensée qui a permis de découvrir le fermion Weyl en juillet 2015.

Une particule qui défie une loi fondamentale

Mais si l’existence du fermion Weyl a été prédite il y a 85 ans, pourquoi les fermions type-II Weyl sont-ils une telle surprise ? Le fait est que cette nouvelle particule n’a jamais été prédite par le physicien Herman Weyl pendant le développement de la théorie quantique, car elle violait une loi fondamentale connue comme la symétrie de Lorentz. La violation de cette loi est un problème dans notre univers normal qui est décrit par une combinaison de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité d’Einstein qui s’appelle la théorie quantique des champs. Mais les chercheurs de Princeton se demandent si c’est toujours un problème à l’intérieur du matériau condensé.

On peut imaginer toutes sortes de choses et se demander si ces particules, inconnues dans la théorie des champ quantique relativistes, peuvent se produire dans la matière condensée selon Andrei Bernevig, le principal chercheur de l’étude. Et c’est exactement ce qu’ils ont trouvé avec la présence de ce fermion type-II Weyl. Les chercheurs ont découvert que la théorie relativiste permet l’existence d’une seule espèce de fermions Weyl selon l’université de Princeton, mais des fermions Weyl totalement différents sont possibles dans des solides de matière condensée.

Un immense potentiel pour découvrir d’autres particules

Les chercheurs tentent désormais de détecter cette particule dans le ditelluride de tungstène en laboratoire et ils le cherchent aussi dans d’autres cristaux de matière condensée. Et si on la découvre un jour, alors cela pourrait être un sacré progrès pour la technologie. Le fermion type-II Weyl possède une conductivité électrique remarquable et cela pourrait permettre de créer des appareils plus performants. Et surtout, on peut le changer en un isolant avec des conditions précises.

Mais oublions ces applications pratiques, car les physiciens sont plus excités par le potentiel de cette découverte. Cela implique qu’on va découvrir peut-être des dizaines de nouvelles particules dans ces matériaux de l’univers. Les scientifiques estiment qu’on pourrait également découvrir d’autres particules élémentaires dans des systèmes de matière condensée. Les fermions n’étaient que le début et on peut s’attendre à découvrir d’autres variantes de cette particule à l’avenir.

 

N'oubliez pas de voter pour cet article !
1 étoile2 étoiles3 étoiles4 étoiles5 étoiles (No Ratings Yet)
Loading...

Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *