Verre parfait

L'état de verre parfait est conjecturé en 1948 par le chimiste américain Walter Kauzmann (en)[1]. Ce concept résulte de l'extrapolation vers les basses températures de l'entropie configurationnelle des liquides vitrifiables (en) : au lieu de tendre vers un plateau, elle tend (avec une pente croissante dans le diagramme S_conf-T) vers 0 pour une température non nulle aujourd'hui appelée température de Kauzmann (en).

Le concept de verre parfait est conforté en 1958 par une analyse théorique simplifiée[2] - [3], puis en 1965 par une méthode de dynamique moléculaire[4]. Cette dernière étude valide l'équation empirique WLF, identifie la température de Kauzmann T_K avec celle d'une transition de phase de second ordre et montre qu'elle est dans un rapport presque constant, d'un matériau à l'autre, avec la température de transition vitreuse quasi-statique T_g : T_g/T_K = 1,30 ± 0,11.

Au plan expérimental, des verres plus denses que les verres ordinaires peuvent être obtenus en maintenant des verres à une température inférieure à T_g, mais cette densification est extrêmement lente, d'autant plus lente que la température est plus basse. En 2007, des verres jusqu'à 1,5 % plus denses que les verres ordinaires sont obtenus directement par déposition de vapeur sur un substrat froid. Ces verres sont aussi beaucoup plus stables[5]. À basse température (T ≈ 1 K) leur capacité thermique est proportionnelle à T³ comme celle des solides cristallins non métalliques (signe du rôle essentiel que jouent les phonons), alors que celle des verres ordinaires montre une dépendance linéaire (due à un effet tunnel entre des configurations de même énergie)[6].

S'il peut un jour être obtenu, le verre parfait devrait être utilisé dans les interféromètres géants pour limiter la dissipation d'énergie et dans les ordinateurs quantiques pour supprimer les perturbations nuisant à la cohérence quantique[7].