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La structure des défauts topologiques révélée en leur cœur

La structure des défauts topologiques révélée en leur cœur

Les défauts topologiques sont des singularités mathématiques omniprésentes dans la Nature et l’Univers, et se retrouvent dans de nombreux systèmes et structures, et ce à toutes les échelles de tailles, de l’organisation atomique en matière condensée à la géophysique et en cosmologie. Les défauts unidimensionnels appelés dislocations, correspondent à des discontinuités dans une structure régulière et jouent un rôle fondamental dans de nombreux phénomènes physiques, de la croissance cristalline aux transitions de phase, et déterminent les principales propriétés mécaniques des matériaux comme les déformations plastiques. Cependant, si leur rôle est essentiel, la morphologie détaillée de ces défauts reste peu connue, en particulier proche de leur cœur, lieu de discontinuités, où de nombreuses propriétés sont brisées. En utilisant un système modèle de particules en forme de bâtonnet (des virus) décorées par des molécules fluorescentes, des chercheurs du Centre de Recherche Paul-Pascal (CNRS & Université de Bordeaux) ont visualisé des dislocations par microscopie optique de fluorescence au niveau de la particule individuelle dans une organisation lamellaire. La morphologie locale des défauts a été déterminée quantitativement pour la première fois, mettant en évidence expérimentalement leur taille, leur chiralité, ainsi que l’ordre "fondu" de leur cœur. De telles observations permettent ainsi de mieux comprendre la structure élémentaire de ces défauts fondamentaux.

Figure : Représentation schématique d’une dislocation coin et d’une dislocation vis droite dans une structure lamellaire.

Article paru dans Physical Review Letters :

10.1103/PhysRevLett.121.097801

Contact chercheur :

CRPP UMR 5031, Université de Bordeaux :

Tél : 05.56.84.56.13

Eric Grelet