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La supraconductivité est un phénomène caractérisé par une résistance électrique nulle et l’expulsion du champ magnétique au sein d’un matériau supraconducteur. Or, il ne s’agit pas du seul phénomène pouvant émerger au sein d’un tel matériau. Plusieurs états physiques peuvent co-exister et entrer en concurrence, rendant complexe l’obtention d’une supraconductivité à haute température. Dans ce cadre, une équipe de physiciens américains a mis en évidence l’existence d’un nouvel état en compétition avec la supraconductivité dans un supraconducteur.

Une équipe de physiciens expérimentaux du Laboratoire Ames du Département américain de l’énergie et de théoriciens de l’Université d’Alabama-Birmingham, a découvert un nouvel état remarquablement stable dans un supraconducteur en fer pnictogène, révélant une formation de comportements collectifs induite par laser en concurrence avec la supraconductivité. Les résultats de la découverte ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.

paires electrons supraconducteur

Les chercheurs ont découvert un nouvel état collectif stable des paires électroniques, induit par laser, en compétition avec la supraconductivité. Crédits : Jigang Wang et al. 2018

« La supraconductivité est un état étrange de la matière dans lequel le couplage des électrons les fait se déplacer plus vite » déclare Jigang Wang, physicien du laboratoire Ames et professeur à l’Université de l’Iowa. « L’un des problèmes majeurs que nous essayons de résoudre est la concurrence entre différents états d’un matériau et l’équilibrage de la concurrence et de la coopération pour augmenter la température à laquelle un état supraconducteur apparaît ».

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Wang et son équipe ont utilisé des impulsions laser inférieures à un milliard de milliardième de seconde, à peu près de la même manière que la photographie au flash, afin de prendre une série de clichés du phénomène. Appelée spectroscopie térahertz, cette technique peut être qualifiée de « photographie au laser stroboscopique », où une succession rapide d’images révèlent le mouvement subtil du couplage des électrons à l’intérieur des matériaux.

« La possibilité de visualiser ces dynamiques et fluctuations en temps réel est un moyen de mieux les comprendre, de sorte que nous puissions créer de meilleurs composants électroniques supraconducteurs et à faible consommation d’énergie » conclut Wang.

Source : Physical Review Letters

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