Le supersolide, un état de matière contradictoire à la fois rigide comme un cristal et capable de s'écouler sans friction, a récemment révélé de nouvelles propriétés quantiques dans des recherches sur les gaz quantiques dipolaires. L'équipe dirigée par Francesca Ferlaino a exploré en profondeur comment les caractéristiques solides et superfluides d'un supersolide interagissent sous l'effet d'une rotation.

Lors des expériences, l'équipe a utilisé un champ magnétique pour contrôler précisément la rotation d'un gaz quantique supersolide et a observé que les gouttelettes quantiques supersolides s'arrangeaient périodiquement en une structure cristalline, chaque gouttelette précessant avec la rotation du champ magnétique externe, et lorsque des vortex entraient dans le système, la précession et la révolution commençaient à se synchroniser. « Le cristal supersolide ne tourne pas de manière désordonnée », a souligné Elena Poli, responsable de la modélisation théorique. « Une fois que les vortex quantiques se forment, l'ensemble de la structure entre en rythme avec le champ magnétique externe. » Andrea Litvinov, qui a réalisé les expériences, s'est enthousiasmé : voir les données correspondre à la théorie a été comme si tout le système « entrait soudain en rythme ».

Le phénomène de synchronisation est courant dans la nature, et l'équipe d'Innsbruck a prouvé cette fois que même des matières quantiques exotiques peuvent réaliser une synchronisation. Cette découverte non seulement approfondit la compréhension de cet état de matière inhabituel qu'est le supersolide, mais fournit également une nouvelle méthode pour explorer les systèmes quantiques. En suivant la synchronisation, le groupe de recherche a réussi à déterminer la fréquence critique d'apparition des vortex, une caractéristique fondamentale et difficile à mesurer directement des fluides quantiques en rotation. L'équipe a combiné des techniques de simulation avancées et des expériences précises, utilisant la technique de « agitation magnétique » pour faire tourner le supersolide et capturer son évolution avec une haute précision.