« En confirmant de manière concluante les photons émergents et les spinons dans le Ce₂Zr₂O₇, nous offrons à la communauté scientifique non seulement des réponses à une énigme historique, mais aussi un terrain fertile pour l'innovation », a déclaré le professeur Pengcheng Dai de l'Université Rice.
Dans une découverte marquante publiée le 19 juin 2025, une équipe internationale dirigée par l'Université Rice a confirmé l'existence de photons émergents et d'excitations de spin fractionnées au sein du liquide de spin quantique oxyde de cérium et de zirconium (Ce₂Zr₂O₇). Cette découverte marque une avancée significative en physique de la matière condensée, identifiant le Ce₂Zr₂O₇ comme une réalisation tridimensionnelle de cet état quantique exotique.
Les liquides de spin quantiques, avec leurs propriétés magnétiques uniques et leur fort enchevêtrement quantique, fascinent les physiciens depuis longtemps. La découverte de photons émergents, qui imitent le comportement des photons dans les champs électromagnétiques, ouvre de nouvelles voies pour la transmission de signaux ultra-efficace et le traitement de l'information quantique. L'équipe a utilisé des techniques avancées de diffusion de neutrons polarisés et des mesures thermodynamiques pour confirmer ses résultats.
Les implications de cette découverte s'étendent au-delà de la physique fondamentale, offrant un potentiel pour des avancées technologiques. Les liquides de spin quantiques pourraient jouer un rôle crucial dans le traitement de l'information quantique en raison de leur robustesse contre la décohérence. L'étude, financée par le Département de l'Énergie des États-Unis, la Fondation Gordon et Betty Moore et la Fondation Robert A. Welch, a impliqué la collaboration de grandes installations en Europe et en Amérique du Nord.