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tout est quantique

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atomes
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L’atome, boîte à électrons

La matière qui nous entoure est composée d’atomes. Un atome, c’est un noyau très petit au centre, et des électrons autour.

spin
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Le spin, aimant quantique

Non seulement l’électron est à la fois un corps et une onde quantique, mais en plus, il porte une sorte de mini-aimant appelé spin.

Superposition
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Superposition d'états et décohérence

Certains systèmes quantiques comme les atomes, les photons ou les spins, peuvent adopter deux états simultanément. On les appelle « chats de Schrödinger ».

Pompe-sonde
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Technique pompe-sonde

La technique pompe-sonde permet de mesurer des phénomènes ultra-rapides dans la matière, à l’aide d’impulsions laser très courtes, comme le mouvement des atomes ou l’excitation des électrons.

Photoémission
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Photoémission et métaux

La photoémission résolue en angle permet de mesurer les énergies et les vitesses des électrons dans la matière.

métaux
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Métaux et isolants : différence quantique !

Dans la matière, les électrons se comportent comme des ondes quantiques piégés dans une boîte.

dualité
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la dualité onde-particule

Tout objet quantique est à la fois un corpuscule, comme une balle de tennis, et une sorte d’onde, comme une vague dans la mer.

laser
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Le laser

Inventé par les physiciens, le laser utilise les atomes et leurs propriétés quantiques pour produire une lumière unique en son genre.

Condensation de Bose-Einstein
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Condensation de Bose-Einstein

Certains gaz, refroidis à ultra-basse température, adoptent un nouvel état quantique collectif, le condensat de Bose-Einstein.

Graphène
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Graphène

Le graphène est un matériau artificiel de carbone aux propriétés étonnantes composé d’une seule couche d’atomes.

Cristallographie
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Cristallographie et Réseau Réciproque

Les techniques de cristallographie permettent de mesurer la façon dont les atomes sont organisés dans la matière.

tunnel
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L’effet tunnel

Une particule quantique peut parfois traverser les murs, comme si un tunnel invisible s’ouvrait à elle !

quantification
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La quantification : un univers discontinu

Dans le monde quantique, les particules n’ont droit qu’à certaines énergies. Un peu comme une voiture qui ne pourrait rouler qu’à certaines vitesses et passerait brusquement de 50 à 70 km/h quand elle accélère ! Pourquoi ?

Frustration magnétique
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Frustration magnétique

Dans les matériaux magnétiques, en abaissant suffisamment la température, les spins finissent par se figer dans une configuration imposée par les interactions magnétiques entre atomes.

Ordres magnétiques
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Ordres magnétiques

Dans les aimants, les spins des atomes s’alignent dans un état dit ferromagnétique. Mais d’autres états plus subtils peuvent aussi être réalisés dans les matériaux magnétiques et sont étudiés par les physiciens.

Résonance magnétique nucléaire (RMN)
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Résonance magnétique nucléaire (RMN)

La RMN permet de mesurer très finement les champs magnétiques qui règnent autour d’un noyau utilisé comme sonde de son environnement immédiat, à une échelle très locale.

Diffusion inélastique de neutrons
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Diffusion inélastique de neutrons

La diffusion inélastique de neutrons permet de mesurer à la fois le mouvement des atomes et des spins dans la matière afin de mieux comprendre les propriétés physiques de nouveaux matériaux.

À EFFET TUNNEL STM
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MICROSCOPE À EFFET TUNNEL (STM)

Le microscope à effet tunnel permet de mesurer les reliefs de la surface des métaux, la position des atomes, et même les caractéristiques des électrons du métal.

Microscope polarisant
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Microscope polarisant

Le microscope polarisant permet de visualiser et caractériser les échantillons biréfringents.

Paramagnétisme et ferromagnétisme
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Paramagnétisme et ferromagnétisme

Nous utilisons chaque jour des aimants. Leur magnétisme a en fait une origine quantique. Il provient de l’arrangement des spins des atomes pour former un état ordonné.

ÉLECTRONIQUE à BALAYAGE MEB
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MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE À BALAYAGE (MEB)

Le microscope électronique à balayage permet d’obtenir une image fortement agrandie de la surface d’échantillons épais, mais aussi d’en analyser la composition

Résonance de spin des muons (MuSR)
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Résonance de spin des muons (MuSR)

La µSR est une technique qui repose sur l’implantation de muons dans la matière. Elle permet de sonder les champs magnétiques créés sur le site du muon et l’organisation des spins environnants, ordonnée ou désordonnée.

ÉLECTRONIQUE à TRANSMISSION TEM
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MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE À TRANSMISSION (TEM)

Le microscope électronique à transmission permet d’obtenir une image agrandie d’échantillons très minces et d’en analyser la composition.

À FORCE ATOMIQUE AFM
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Microscope à force atomique

Le microscope à force atomique permet de mesurer la topographie de la surface de la matière jusqu’à la résolution atomique.

FLUORESCENT ET CONFOCAL
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Microscope à fluorescence et confocal

Le microscope à fluorescence permet de détecter la présence et la localisation de molécules fluorescentes dans un échantillon. Le microscope confocal est une variante permettant de détecter et de réaliser des images de l’échantillon à trois dimensions avec une bonne résolution.

champ sombre et contraste de phase
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Microscope à champ sombre et contraste de phase

Les microscopes à champ sombre et contraste de phase permettent d’observer des échantillons transparents.