Physique de la matière condensée

La physique de la matière condensée est la branche de la physique qui étudie les propriétés macroscopiques de la matière que nous sommes susceptibles de rencontrer à la surface de la Terre (solides, liquides, verres, polymères, etc. ). Plus exactement, elle s'intéresse aux phases «condensées» qui apparaissent dans les dispositifs où le nombre de constituants est grand et les interactions entre eux sont fortes. Pour des raisons historiques et méthodologiques, le champ de la discipline est limité aux dispositifs qui peuvent être étudiés à l'intérieur d'un laboratoire, ce qui exclut, par exemple, la matière la plus dense de l'univers observable, à savoir les étoiles à neutrons qui relèvent plutôt de l'astrophysique.

Historiquement, la physique de la matière condensée s'est développée à partir de la physique du solide qui en forme actuellement le sous-domaine le plus vaste. C'est certainement Philip Anderson qui lui a donné son nom quand il a renommé son groupe de recherche anciennement nommé «solid-state theory» («théorie de l'état solide») en «condensed matter physics» («physique de la matière condensée») en 1967. Ce renommage et cette extension du domaine de recherche sont liés à la constatation dans les années 1950 et 1960 que nombre de théories et de concepts développés pour l'étude des solides pouvaient tout autant s'appliquer à l'étude des fluides, les propriétés du fluide quantique constitué par les électrons de conduction d'un métal étant particulièrement identiques à celle d'un fluide constitué d'atomes, mais aussi le montre la forte ressemblance entre la supraconductivité conventionnelle et la superfluidité de l'hélium-3.

Solides cristallins

• types : isolant, métal, semi-conducteur, semi-métal
• propriétés électroniques : bande interdite, onde de Bloch, bande de conduction, bande de valence, masse effective
• phénomènes électroniques : effet Kondo, plasmon, effet Hall quantique, cristal de Wigner, electrons fortement corrélés, photoluminescence
• autres phénomènes : antiferromagnétisme, ferromagnétisme, ferroélectricité, piézoélectricité, magnon, phonon, verre de spin

Matière molle

• types : solide amorphe, matière granulaire, cristaux liquides, polymère
• Phénomènes : Phénomènes de vieillissement en physique de la matière condensée

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