Bronze pourpre: une percée majeure en technologie quantique

Dans une étude menée par l'Université de Bristol et publiée dans la revue Science, des scientifiques en physique quantique ont découvert un phénomène rare dans le bronze pourpre, un métal unidimensionnel unique. Ce phénomène pourrait être la clé pour créer un "interrupteur parfait" dans les dispositifs quantiques, capable de basculer entre un état isolant et un état supraconducteur.


Le Professeur Nigel Hussey de l'Université de Bristol, principal auteur de l'étude, a révélé que de petits changements dans le matériau, déclenchés par un stimulus léger comme la chaleur ou la lumière, peuvent provoquer une transition instantanée entre un état isolant à zéro conductivité et un état de supraconducteur à conductivité illimitée, et vice versa. Cette versatilité polarisée, nommée "symétrie émergente", pourrait offrir un interrupteur idéal pour les futurs développements en technologie quantique.

Le voyage scientifique a commencé il y a 13 ans, lorsque deux doctorants, Xiaofeng Xu et Nick Wakeham, ont mesuré la magnétorésistance du bronze pourpre. Surprenamment, la magnétorésistance s'est avérée extrêmement "simple", indépendamment de l'orientation du courant ou du champ, et montrait une dépendance linéaire parfaite en fonction de la température.

En 2017, lors d'un séminaire à l'Université Radboud, le Dr. Piotr Chudzinski a proposé que la résistance accrue du bronze pourpre pourrait être due à l'interférence entre les électrons conducteurs et des particules composites insaisissables appelées excitons sombres. Cette théorie, une fois testée expérimentalement, a été confirmée.

Le Dr. Chudzinski, maintenant chercheur à l'Université Queen's de Belfast, compare ce phénomène à un tour de magie où une figure terne et déformée se transforme en une sphère parfaitement symétrique. Cette "symétrie émergente" est un état rare, voire unique.

Pour valider cette théorie, 100 cristaux individuels, certains isolants et d'autres supraconducteurs, ont été examinés par un autre doctorant, Maarten Berben, à l'Université Radboud. Cette recherche approfondie a permis de comprendre pourquoi différents cristaux présentaient des états fondamentaux si divergents.

En regardant vers l'avenir, il pourrait être possible d'exploiter cette "limite" pour créer des interrupteurs dans les circuits quantiques, où de petits stimuli induisent des changements profonds dans la résistance de l'interrupteur.