La recherche n°530 la physique decembre 2017

Bienvenue dans un monde différent où l'on regarde les objets autrement. Où ces derniers, en retour, manifestent des propriétés si inattendues qu'elles ont de quoi bouleverser la vision habituelle des physiciens, en électronique, en mécanique, en optique, en géophysique... Et où, déjà, ils suscitent la convoitise des industriels, tel Microsoft. La topologie, du grec topos (« lieu ») et logos (« étude »), mise à l'honneur sur la couverture de La Recherche ce mois-ci, n'est-elle pas cette « discipline des mathématiques qui vise à classer les objets par leur forme », comme le rappelle l'académicien et professeur au Collège de France Jean Dalibard ? RAPPELONS-NOUS le ruban de Möbius, cette bande de papier torsadée à une seule face (p. 52), objet toujours surprenant pour qui a aimé jouer avec et qu'« on ne peut détordre qu'en le détruisant » ! Le Prix Nobel de physique français Albert Fert ne manque pas d'inviter à l'examiner de près pour saisir mentalement ce qui confère une stabilité imprévue à certaines propriétés d'une matière devenue...exotique. Ceux que l'on appelle désormais matériaux topologiques ont, en effet, le don d'échapper aux classifications habituelles. Par exemple, quand on ne peut plus les ranger ni dans la case des isolants ni dans celle des conducteurs électriques. Ils se situent « entre [les deux] », explicite le théoricien Pierre Delplace, de l'ENS de Lyon (p. 47). À preuve, leurs électrons semblent avoir perdu leurs repères habituels. Incapables de pénétrer au coeur de ce matériau nouveau (isolant, donc), les voilà, en revanche, qui voyagent sans encombre sur ses bords (conducteurs). Ils y filent même, comme devenus insensibles à toute perturbation. Sous « protection topologique », énoncent joliment les physiciens. Étonnant, non ? COMME SI CELA NE SUFFISAIT PAS, ce domaine de la topologie en plein développement, que le prix Nobel a récompensé à l'automne 2016 - on se souvient du bretzel à la forme très spéciale exhibé par l'Académie suédoise - offre un florilège d'appellations fleurant bon la science-fiction. Outre les fermions de Majorana (p. 44), voici les skyrmions, du nom de leur père intellectuel, le Britannique Tony Skyrme. Cette curiosité quantique magnétique pourrait jaillir hors des laboratoires pour conquérir le monde des mémoires, annonce Albert Fert. Ceci n'est donc pas une fiction.