Les physiciens n'en finiront décidément jamais de nous surprendre. Cette fois, c'est en créant un type de fractale connu sous le nom de triangle de Sierpinski. Et cela à partir d'électrons à l'échelle quantique. De quoi, espèrent-ils, révéler des comportements électroniques encore inconnus.
Une structure fractale se caractérise par le fait qu'elle reste inchangée par application d'un zoom, qu'il soit avant ou arrière. Ainsi, un petit morceau de chou Romanesco ressemble généralement à un brocoli tout entier. Et les structures fractales, au-delà de leur aspect étourdissant, peuvent avoir des applications intéressantes. En électronique, elles sont utilisées pour la fabrication d'antennes qui permettent d'émettre et de recevoir sur de larges fréquences, par exemple.
Des chercheurs de l'université d’Utrecht (Pays-Bas) se sont quant à eux posé la question des comportements quantiques qui pourraient apparaître à l'échelle des électrons. Ils sont parvenus à confiner des électrons dans une forme fractale. Plus exactement, dans un triangle de Sierpinski. Une forme fractale de dimension 1,58, une dimension non entière classique pour les formes fractales.
Un résultat théorique très intéressant
Ils ont pu observer que lorsque les électrons se placent dans un motif liant - à gauche, sur l'illustration ci-dessus -, leurs connexions leur permettent de facilement passer d'un site à un autre. La transmission de courant est alors élevée. Dans le cas contraire - à droite, sur l'illustration ci-dessus -, celui du motif non liant, les électrons ne sont pas connectés et doivent sauter d'un site à un autre. La transmission est faible.
Kézako : qu'est-ce qu'une fractale ? Les fractales, ces structures géométriques qui se répètent à l’infini, ont de quoi réconcilier tout un chacun avec les mathématiques. Mais elles sont aussi hypnotisantes que complexes. Pour explorer en toute sérénité la dimension fractale, Unisciel et l’université de Lille 1 nous offrent cet épisode de Kézako.