Supraconductivité: cette observation étrange bouscule la science

Un étrange ballet se joue dans l'ombre des matériaux supraconducteurs. Des chercheurs viennent d'y observer des paires d'électrons inattendues.

Les résultats remettent en question ce que l'on croyait savoir sur la température nécessaire à la supraconductivité. Une découverte qui pourrait changer la donne.


Dans une étude récente, une équipe internationale a détecté la formation de paires d'électrons dans un cuprate, un matériau basé sur le cuivre, à des températures bien plus élevées qu'on ne le pensait. Ces paires d'électrons apparaissent habituellement à des températures très basses, proches du zéro absolu (en dessous de -240°C), alors qu'elles sont apparues ici à -123°C.

Traditionnellement, les supraconducteurs doivent être refroidis à des températures extrêmes pour permettre aux électrons de se coupler, ce qui leur permet de conduire l'électricité sans aucune résistance. Mais les cuprates se comportent de manière différente et surprenante.

Des chercheurs ont observé un phénomène où les électrons semblaient appariés mais pas encore coordonnés. Ce constat inédit a été réalisé dans un échantillon de cuprate soumis à une lumière ultraviolette. En réponse, les électrons du matériau ont montré une résistance inhabituelle à leur éjection.

Les électrons couplés dans le cuprate semblaient ainsi enfermés dans une sorte de "pause", formant des paires mais sans atteindre l'état de synchronisation nécessaire pour la supraconductivité. La température à laquelle ce phénomène a été observé dépassait largement celle habituellement requise.


Le professeur Zhi-Xun Shen, de l'université de Stanford, espère que ces découvertes permettront de concevoir des matériaux supraconducteurs fonctionnant à des températures plus élevées. Selon lui, il pourrait s'agir d'un premier pas vers des avancées encore plus significatives.

L'équipe de chercheurs compte poursuivre ses travaux en explorant comment manipuler ce phénomène d'appariement incohérent, afin d'amener ces paires d'électrons à se synchroniser. Cette synchronisation pourrait en effet ouvrir la voie à la création de supraconducteurs plus performants.

Si ces matériaux deviennent opérationnels à des températures plus accessibles, ils pourraient transformer de nombreux secteurs, de l'informatique quantique aux transports. Une révolution scientifique et technologique est peut-être en marche.

Qu'est-ce que la supraconductivité ?

La supraconductivité est un phénomène qui se produit dans certains matériaux à très basse température, où ils perdent toute résistance électrique. En supraconductivité, le courant électrique circule sans aucune perte d'énergie, contrairement aux conducteurs classiques où l'énergie est dissipée sous forme de chaleur.

Les électrons dans un supraconducteur forment des "paires de Cooper", qui se déplacent de manière synchronisée à travers le matériau. Cette synchronisation permet au courant de traverser sans rencontrer d'obstacles ou de frictions. Pour que cette propriété se manifeste, les températures doivent généralement être proches du zéro absolu.