La fusion topologique KTHNY existe bien dans des cristaux exotiques

Laurent Sacco, Journaliste
·2 min de lecture

Dans le précédent article ci-dessous, Futura esquissait quelques explications sur les travaux à l’origine de l’attribution du prix Nobel 2016 de physique à trois théoriciens, Thouless, Kosterlitz et Haldane. Ces trois chercheurs ont renouvelé notre compréhension de la physique de la matière condensée et de ses transitions de phase. De nombreux lauréats du prix Nobel de physique se sont illustrés dans ces domaines avec pour commencer au début du XXe siècle deux Néerlandais, Johannes van der Waals et  Heike Onnes. Le premier, pour avoir découvert l’équation d’état portant son nom éclairant le passage d’un gaz réel à un liquide et le second, pour sa découverte de la supraconductivité et la liquéfaction de l’hélium.

D’autres découvertes marquantes viendront quelques dizaines d’années plus tard toujours dans ces domaines avec les membres de l’école de physique russe, en particulier autour de Lev Landau, en ce qui concerne la superfluidité et la supraconductivité. On peut ajouter à cet égard les noms de Vitaly Ginzburg et Isaak Khalatnikov. Côté états-unien, il y aura également les travaux de John Robert Schrieffer, John Bardeen et Leon Cooper et ceux de Kenneth G. Wilson.


Présentation par Jean Dalibard de son cours au Collège de France 2016-2017 : Fluides quantiques de basse dimension et transition de Kosterlitz-Thouless. © Collège de France 57,2 k abonnés

Des transitions de phase dans un monde en deux dimensions

Mais revenons au prix Nobel de physique 2016. Les travaux récompensés de Kosterlitz et Thouless portaient sur ce que l’on peut appeler des matériaux en dimension 2, dont on peut tenter de décrire la physique avec ce que l'on appelle des modèles XY dans un plan. On entend par là des structures que l’on peut considérer comme formant une seule couche d’atomes, par exemple des films d'hélium liquide ou des feuillets de graphène.

En contradiction avec les travaux dans les années 1930 de Rudolf Peierls et Lev Landau, Kosterlitz, Thouless et indépendamment un physicien...

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