Une limite fondamentale au transfert d’information

Dès ses premiers cours de physique statistique, tout étudiant apprend que l’ensemble des particules peuvent être rangées parmi deux grandes familles : les fermions, qui sont les constituants de la matière (tels les électrons) et les bosons, qui sont les médiateurs des interactions fondamentales (tels les photons). Du fait de leurs différentes statistiques, les propriétés des fermions et des bosons sont souvent très différentes. Néanmoins, il a été prédit dans les années soixante que le flux de chaleur à travers un canal quantique ne dépendait étrangement pas de la statistique, et de fait, pas du caractère fermionique ou bosonique du canal.

Cette limite universelle d’un flux de chaleur à travers un canal quantique a trouvé bon nombre de preuves expérimentales dont une récente en 2013 par un groupe du CNRS LPN de Marcoussis, qui a pu apporter une très grande précision dans la mesure de ce quantum. En suivant la même démarche expérimentale, l’équipe de Moty Heiblum de l’Institut Weizmann vient de montrer que la prédiction théorique était également valide pour un type de particules à cheval entre un fermion et un boson : l’anyon. Cette découverte expérimentale démontre la grande universalité de cette grandeur et, de surcroît, montre que l’étude des flux de chaleur est un outil complémentaire pour sonder les propriétés de tels systèmes exotiques.

Sources :

• Observed Quantization of Anyonic Heat Flow, https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1611/1611.07374.pdf
• Quantum Limit of Heat Flow Across a Single Electronic Channel, http://science.sciencemag.org/content/342/6158/601

Rédacteur : Fabien Lafont, Post-doctorante, Institut Weizmann