L'UE octroie 14 millions d'euros à des chercheurs suisses

Cherchant à approfondir notre compréhension des propriétés quantiques des matériaux, quatre scientifiques experts ont obtenu une subvention Synergy extraordinaire de 14 millions d'euros, gérée par le Conseil européen de la recherche et le prix le plus prestigieux pour d'excellents projets de recherche européens.

L'équipe se compose de trois scientifiques en Suisse et d'un scientifique en Suède : Gabriel Aeppli à l'Institut Paul Scherrer (PSI), Henrik M. Rønnow à l'EPFL, Nicola Spaldin à l'ETH Zurich et Alexander Balatsky au Nordic Institute for Theoretical Physics (Nordita) de l'Université de Stockholm.

Grâce à ce financement, les scientifiques mettront en commun leurs expertises respectives pour étudier "le cœur des matériaux" afin de découvrir de nouvelles propriétés quantiques "cachées" dans des matériaux connus, c'est-à-dire des propriétés que les méthodes actuelles ne permettent pas de voir ou qui ont peut-être été négligées.

Ils concevront également de nouveaux matériaux aux propriétés quantiques utiles. Ces nouvelles propriétés pourraient être utiles pour le traitement ou le stockage des données à l'avenir et devenir ainsi l'épine dorsale de l'électronique du futur, qui doit être plus rapide, plus petite et plus économe en énergie.

Les scientifiques utiliseront les nombreuses installations de recherche du PSI pour des recherches complémentaires, ainsi que la puissance de calcul du Centre national suisse de calcul scientifique (CSCS) de l'ETH Zurich à Lugano pour le traitement des données et les calculs théoriques.

Ils ont baptisé leur projet de recherche commun HERO (Hidden, Entangled and Resonating Orders), qui signifie " Ordres cachés, enchevêtrés et résonnants ", des propriétés quantiques importantes qu'ils examineront afin de découvrir les matériaux possibles de l'avenir.

"Il est tout à fait pertinent que nous poursuivions cette recherche aujourd'hui ", déclare Gabriel Aeppli, chercheur en photons au PSI. "La technologie de l'information à base de silicium repose encore sur des principes qui ont été découverts il y a environ 70 ans. Cela limite sévèrement ce qui est possible, en particulier en ce qui concerne la vitesse et l'efficacité énergétique." C'est pourquoi, poursuit Aeppli, "nous devons travailler à la prochaine étape de la révolution de l'information où nous tirerons davantage parti des effets quantiques".

Les trois scientifiques suisses travaillent tous dans le domaine des EPF. Henrik Rønnow, chercheur en neutronique à l'Institut de physique de l'EPFL, explique que cela leur a donné un avantage notable en leur permettant d'unir leurs compétences. Les quatre experts qui s'associent maintenant feront beaucoup progresser le domaine : "Chaque fois que nous nous asseyons ensemble, nous remarquons que nous venons tous d'angles très différents mais que nous regardons souvent la même chose ", poursuit Rønnow. "Déjà dans le passé, écouter les points de vue des trois autres m'a donné de nouvelles idées sur la façon de mieux trouver les choses que je cherche. J'attends donc avec impatience l'extension de cette collaboration."

La compréhension des phénomènes "cachés" par les scientifiques peut s'expliquer par une analogie : "Imaginez une grande surface composée de pixels bleus et jaunes", explique Nicola Spaldin, chimiste théorique et spécialiste des matériaux à l'ETH Zurich. "De loin, elle semble verte, mais en y regardant de plus près, nous découvrons des informations supplémentaires - en l'occurrence, la façon dont le bleu et le jaune sont disposés pour rendre la couleur verte - cachée à la vue de tous." Dans le cas des phénomènes quantiques, explique-t-elle, les propriétés cachées sont tout sauf triviales à trouver. "C'est pourquoi, pour les découvrir, nous avons besoin des outils de caractérisation avancés des grandes installations de recherche du PSI."

Le quatrième scientifique de l'équipe, Alexander Balatsky, est physicien théoricien à l'Université de Stockholm. "Nous disons que l'humanité a passé l'âge de pierre, l'âge de bronze, l'âge de fer, et est actuellement à l'âge du silicium. La prochaine étape sera certainement l'âge quantique, mais de quel matériau quantique s'agira-t-il ? À ce stade, nous devons examiner un grand nombre de matériaux potentiels ; il faut des chevaux pour faire une course. Et à la fin, bien sûr, nous espérons que l'un de nos matériaux gagnera la course."

N'étant pas membre de l'UE, la place de la Suisse dans le système de subventions du CER n'est pas évidente. Actuellement, la Suisse est pleinement associée à l'UE et les scientifiques actifs en Suisse sont particulièrement bien accueillis dans leurs demandes de bourses ERC.