Observation d'un fractal quantique, le "Papillon de Hofstadter", dans un matériau réel

Des scientifiques de l'Université de Princeton ont directement observé le motif fractal quantique connu sous le nom de "Papillon de Hofstadter" dans un matériau réel pour la première fois. Cette découverte, rendue possible en empilant et en tordant des feuilles d'atomes de carbone pour créer un motif de moiré, confirme une prédiction de 1976 concernant les niveaux d'énergie des électrons dans les cristaux bidimensionnels soumis à un champ magnétique. Le surnom de "papillon" vient de la ressemblance du motif avec des ailes de papillon lorsqu'il est tracé en fonction de l'énergie et du champ magnétique. L'équipe, dirigée par Ali Yazdani, a utilisé un microscope à effet tunnel (STM) pour imager les cristaux de moiré et examiner les niveaux d'énergie des électrons. Bien qu'il s'agisse initialement d'une découverte accidentelle lors de recherches sur la supraconductivité, l'observation offre de nouvelles perspectives sur les interactions électroniques au sein des fractales quantiques. Kevin Nuckolls, co-auteur principal, a souligné le rôle crucial du STM en tant que sonde d'énergie directe. Bien que les applications pratiques immédiates ne soient pas évidentes, la recherche améliore la compréhension de la physique fondamentale et pourrait influencer les futures études sur les matériaux quantiques.