L'étrange lien entre Spherium et Hélium

Spherium est la substance hypothétique étrange qui se forme lorsque deux électrons sont confinés à la surface d'une sphère.

Cette substance est l'enfant du cerveau de Pierre-François Loos et Peter Gill à l'Université nationale australienne de Canberra, qu'ils ont révélée pour la première fois l'année dernière. Aujourd'hui, ils poursuivent leur exploration de ses propriétés et de son comportement et découvrent une surprise intéressante.

Spherium, disent-ils, est l'un des rares systèmes quantiques pour lesquels il est possible de résoudre exactement l'équation de Schrödinger qui décrit son état pour une certaine partie du spectre énergétique. Mais ce n'est pas la surprise.

Les modèles simples résolvables sont d'un grand intérêt pour les physiciens car ils peuvent révéler des propriétés importantes d'un système quantique sans la complexité mathématique insoluble qui se pose habituellement. Mais le nombre de systèmes quantiques exactement solubles peut être compté sur les doigts d'une main.

Ainsi, ces dernières années, les physiciens quantiques ont recherché des modèles dits quasi-résolvables qui peuvent être exactement résolus mais seulement sur une partie limitée du spectre énergétique. Celles-ci s'avèrent plus nombreuses et donc plus utiles. Les développer est devenu tout un art.

Spherium entre dans cette catégorie. Et Loos et Gill ne signifient pas n'importe quelle vieille sphère. Ils ont élaboré les propriétés de diverses sphères de dimension d (une sphère d est la surface d'une boule de dimension d+1).

La surprise est que les électrons confinés à la surface d'une sphère 3-D (c'est-à-dire à la surface d'une boule 4-D) se comportent d'une manière remarquablement similaire aux électrons confinés dans l'espace 3D réel. Nous avons donc soutenu que le 3-spherium peut être le modèle le plus approprié pour étudier de vrais systèmes atomiques ou moléculaires, expliquent Loos et Gill.

Ils soulignent notamment la similitude entre les propriétés des ions 3-sphérium et hélium. À certains égards, ce n'est pas trop difficile à imaginer. Il est clair que l'espoir est que spherium les aidera également à comprendre d'autres systèmes.

C'est intéressant et plein d'un certain genre de promesse. Ce que Loos et Gill semblent laisser entendre, c'est que la chimie du sphère - la façon dont il se lie - fournira une nouvelle façon d'étudier le comportement quantique des molécules réelles et des atomes artificiels.

Et si c'est le cas, alors qui peut dire qu'il n'y a pas de tableau périodique des sphères avec 3, 4 électrons et plus qui pourrait également donner des résultats quasi solubles ? La chimie quantique pourrait ne plus jamais être la même. Je suppose que Loos et Gill travailleront fébrilement pour nous le faire savoir.

Réf : arxiv.org/abs/1004.3641 : États excités de Spherium

cacher