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Nouvel éclairage sur la supraconductivité à haute température

Industrie et  Technologies
Des chercheurs du CNRS et du CEA viennent de publier dans les Physical Review Letters leurs travaux sur la supraconductivité utilisant des faisceaux de neutrons.


Exactement 20 ans après la découverte des supraconducteurs à haute température critique, un nouveau pas dans la compréhension de ce phénomène a été franchi par une équipe du Laboratoire Léon Brillouin, laboratoire commun CEA-CNRS.

C'est en effet en 1986 qu'ont été mis en évidence des matériaux supraconducteurs à haute température critique (au-delà de 135°K) à base d'oxyde de cuivre. En fait, ce n'est pas la phase supraconductrice qui résistait jusqu'ici à la compréhension des chercheurs, mais la phase intermédiaire entre l'état métallique du matériau à température ambiante et l'état supraconducteur atteint à plus basse température.

Cette phase intermétallique, appelée phase de pseudo-gap, présente des propriétés électroniques anormales. Un modèle théorique, celui de C.M. Varma, de l'université californienne de Riverside, postule un ordre caché d'où émergerait l'état supraconducteur : en dessous d'une certaine température apparaîtrait un état de la matière dans lequel des boucles microscopiques de courant électronique se formeraient de manière spontanée.

C'est cette approche que les chercheurs du Laboratoire Léon Brillouin sont parvenus à valider. Pour vérifier cette théorie, ils ont fait diffuser les faisceaux de neutrons du réacteur expérimental Orphée sur des échantillons supraconducteurs à haute température critique.

Dans la phase de pseudo-gap qui précède la phase supraconductrice, cette expérience de diffraction des neutrons polarisés a mis en évidence un ordre magnétique caché, qui serait la signature de ces courants microscopiques circulant à l'intérieur de chaque maille élémentaire.

Michel Le Toullec

Pour en savoir plus : http://www-llb.cea.fr

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