Trois électrons suffisent : une expérience insolite éclaire les lois de la matière

Il suffit de trois électrons pour déclencher de fortes interactions entre les particules. C’est ce qu’ont démontré des scientifiques du CNRS et de l’Université de Grenoble Alpes1 , en collaboration avec des équipes en Allemagne et en Lettonie, dans un étude publiée dans la revue Nature le 25 juin 2025. 

À l’aide d’un minuscule collisionneur construit par leurs soins, les chercheurs et chercheuses ont pu « lancer » jusqu’à cinq électrons simultanément vers une barrière séparatrice et compter le nombre d’électrons présent de chaque côté. 

Résultat : trois électrons suffisent à montrer de fortes interactions entre les particules. Avec cinq électrons, ces dernières deviennent si intenses qu’elles imitent le comportement de plusieurs centaines de milliards d’électrons. Placées ensemble, ces trois particules forment un véritable "tas" à l’état liquide. 

Inspirés du paradoxe du tas2 – combien de grain de riz faut-il pour former un tas ? –  cette expérience insolite permet de mieux comprendre à quel moment naît le comportement collectif dans la matière. Ces principes s’appliquent non seulement en nanoélectronique, mais aussi en physique des particules élémentaires, comme par exemple au LHC.

• 1Travaillant à l’Institut Néel (CNRS)
• 2Le paradoxe sorite, ou paradoxe du tas, interroge la façon de penser les changements progressifs. Un grain de riz n’est pas un tas. Deux non plus. Pourtant, à force d’en ajouter, un tas finit par apparaître. À quel moment précis ? Impossible à dire. Ce raisonnement, formulé par le philosophe grec Eubulide, montre les limites de notre logique face aux transformations graduelles.