[News] Singularité de Van Hove: le chaînon manquant de la supraconductivité ?

[Adrien]

Des chercheurs ont identifié un mécanisme, appelé "supraconductivité oscillante", qui pourrait révolutionner la façon dont nous utilisons l'énergie. Ce mécanisme permet à certains matériaux de devenir supraconducteurs à des températures beaucoup plus élevées que celles habituellement requises.

Actuellement, un froid extrême est nécessaire pour atteindre la supraconductivité, comme le montre cette image représentant un aimant flottant au-dessus d'un supraconducteur.
Image Wikimedia

Le phénomène de supraconductivité provient de l'interaction entre les électrons au sein d'un matériau. A basse température, les électrons provoquent des ondulations dans la matière, poussant les noyaux atomiques à se rapprocher. Ce mouvement entraîne une liaison entre deux électrons, formant ce que l'on appelle une "paire de Cooper". Ces paires suivent des lois quantiques différentes et peuvent coexister au même point dans l'espace sans perte d'énergie.

Le premier supraconducteur a été découvert en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes. Mais ce n'est qu'en 1986 que les physiciens ont découvert des matériaux, appelés cuprates, capables de devenir supraconducteurs à des températures moins extrêmes. Pourtant, l'objectif d'une supraconductivité à température ambiante semble toujours hors de portée.

Selon Luiz Santos, professeur adjoint de physique à l'Université Emory, les lacunes dans la conception de supraconducteurs à température ambiante est dû en partie à une incompréhension des conditions théoriques nécessaires. L'étude récente s'est concentrée sur des formes spécifiques de supraconductivité à haute température où les paires de Cooper s'organisent en ondes de densité de charge. Leur émergence serait probablement liée à un concept appelé "singularité de Van Hove", où les électrons à des vitesses différentes peuvent exister à la même énergie, facilitant leur jumelage.

Bien que cette étude soit encore théorique, elle ouvre la voie à d'autres recherches. Santos conclut en soulignant que toute découverte a un potentiel d'application immense, même si elle n'est pas immédiatement évidente.

Source: Physical Review Letters