Depuis les années 1970, les scientifiques traquaient cette étrange forme de la matière baptisée excitonium. Mais les techniques employées manquaient de précision. Et les preuves avancées n’étaient pas suffisamment convaincantes. Celles présentées aujourd’hui par des chercheurs américains semblent définitives.

C’est au cœur d’un dichalcogénure de métal de transition des plus banal — le diséléniure de titane — que des chercheurs de l’université de l’Illinois (États-Unis) affirment avoir observé, pour la toute première fois, une forme de la matière qui leur échappait jusqu’alors : l’excitonium. En tout cas, ils présentent à la communauté, des preuves expérimentales jugées suffisamment probantes de son existence.

Rappelons que les excitons correspondent à des quasi-particules qui apparaissent en certaines circonstances, dans les semi-conducteurs notamment. Lorsqu’un électron situé en bordure d’une bande de valence est excité, il peut sauter la bande interdite pour rejoindre la bande de conduction. Derrière lui, il laisse un vide dans la bande de valence que les physiciens nomment... trou ! Ce trou se comporte alors comme une particule de charge positive. Parfois, il s’apparie avec l’électron échappé et l’ensemble forme un exciton. (...)

Les chercheurs imaginent encore mal quelles applications pratiques leur découverte pourrait avoir. En revanche, ils sont convaincus qu’elle les aidera à éclairer quelques-unes des manifestations étranges à nos sens de la mécanique quantique.