La technique KRAKEN révèle la dépendance des états quantiques de l'électron quantique au matériau source

Des chercheurs de l'université de Lund, en Suède, ont mis au point une nouvelle méthode, appelée KRAKEN, pour mesurer l'état quantique des électrons émis par des atomes sous l'effet d'impulsions lumineuses de haute énergie. Cette technique permet de déterminer avec précision à quel point un électron apparaît comme "quantique".L'étude ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de l'interaction de la lumière et de la matière au niveau quantique. La méthode s'appuie sur le principe de la spectroscopie photoélectronique, mais va plus loin en mesurant non seulement les propriétés classiques d'un photoélectron, telles que sa vitesse, mais aussi son état quantique complet.David Busto, maître de conférences en physique atomique et l'un des auteurs de l'étude, explique que leur technique permet de reconstruire un objet tridimensionnel complexe en prenant de multiples images bidimensionnelles sous différents angles, de la même manière qu'un scanner cérébral. Pour ce faire, les chercheurs utilisent une paire d'impulsions laser de couleurs différentes pour "photographier" et reconstruire l'état quantique d'un électron couche par couche.Les expériences menées sur des atomes d'hélium et d'argon ont montré que l'état quantique d'un photoélectron dépend du type de matériau à partir duquel il est émis. Cette découverte pourrait avoir des conséquences considérables pour divers domaines scientifiques, notamment la photochimie atmosphérique et l'étude des systèmes de collecte de l'énergie solaire, tels que les panneaux solaires ou la photosynthèse chez les plantes.La nouvelle méthodologie relie également deux domaines scientifiques différents : la physique attoseconde et la spectroscopie d'une part, et l'information quantique et les technologies quantiques d'autre part. Cela s'inscrit dans le contexte de la "deuxième révolution quantique", qui vise à manipuler des objets quantiques individuels afin d'exploiter pleinement leur potentiel dans diverses applications.Bien que la technique KRAKEN ne conduise pas directement à la création de nouveaux ordinateurs quantiques, elle donne aux physiciens accès à des connaissances sur l'état quantique des photoélectrons, ce qui permettra d'exploiter pleinement leurs propriétés quantiques pour de futures applications. Cela pourrait aider à découvrir les processus qui se produisent dans un matériau après l'émission d'électrons, ce qui est particulièrement important pour l'étude des propriétés de nouveaux matériaux.Les chercheurs espèrent qu'à l'avenir, leur méthode permettra de suivre l'évolution des propriétés quantiques des électrons dans le temps, d'un état quantique à un état classique, ce qui pourrait éclairer les questions fondamentales de la mécanique quantique et son lien avec le monde macroscopique.