Louis Taillefer - une des dix découvertes de l'année selon Québec Science
Québec Science, la revue de vulgarisation scientifique au Québec, accorde son prix « découverte de l'année », catégorie physique, à Louis Taillefer, un professeur du Département de physique de l'Université de Sherbrooke. Ses collaborateurs de Cambridge en Angleterre - Gilbert Lonzarich, Stephen Julian et Nicolas Doiron-Leyraud - et lui ont mené une expérience dont les résultats, publiés dans la revue Nature - N. Doiron-Leyraud et al, Nature 425, 595 (2003) -, remettent en cause le « modèle standard », une théorie vieille de 50 ans et décrivant le comportement des électrons dans un solide.
Cette théorie, élaborée par le physicien russe Lev Landau, explique comment traiter le comportement de 10 mille trillions d'électrons (1 suivi de 22 zéros) dans un centimètre cube de solide. Tout un défi que celui de prédire le comportement de ces particules qui se repoussent mutuellement! Laudau, pour y parvenir, a modélisé ce comportement à celui d'un liquide aux propriétés quantiques particulières. Riche d'enseignement, on doit à ce modèle toutes nos récentes innovations électroniques.
Le groupe, dont fait partie Louis Taillefer, cherchait à vérifier le comportement hors de l'ordinaire des électrons soumis à une température extrêmement basse. En créant des cristaux avec une pureté inégalée, on éliminait, comme cause de ces comportements inexpliqués, les impuretés. À leur grand étonnement, l'expérience menée sur une vaste gamme de pression, montre l'existence d'un état de la matière inconnu jusqu'à maintenant (voir l'article du CRSNG pour plus de détails).
Ainsi, à la manière des nouvelles théories qui ont vu le jour en physique au début du XXe siècle - soit des expériences présentant des failles de la mécanique newtonienne dans des domaines d'application restreints - cette expérience, réalisée à quelques millièmes de degré du zéro absolu, révèle que la théorie de Landau ne s'applique plus. Serait-ce le point de départ d'une nouvelle théorie sur le comportement des électrons dans la matière? Seul l'avenir nous le dira!