Un supraconducteur pas comme les autres

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Empilez deux feuilles de graphène l’une sur l’autre, en les décalant juste d’un angle de 1,1°. Vous produirez un effet de moiré. Une structure périodique à plus grande échelle que celle de la feuille de graphène. Faites tomber la température à quelque chose près du zéro absolu. Disons 3 kelvins. Et obtiendrez un supraconducteur — un matériau super efficace lorsqu’il s’agit de conduire l’électricité — d’un type plutôt rare. C’est la découverte qu’a faite une équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT, États-Unis) en 2018. Aujourd’hui, les mêmes chercheurs rapportent qu’en ajoutant une troisième couche de graphène, ils ont pu obtenir un supraconducteur encore plus surprenant.

La drôle de supraconductivité que les physiciens ont observée dans leur graphène tricouche torsadé à angle magique est connue des scientifiques sous le nom de « spin-triplet », une supraconductivité imperméable aux champs magnétiques intenses. Des champs magnétiques pouvant aller jusqu’à 10 teslas. Imaginez, les appareils d’imagerie par résonance magnétique (IRM) que l’on trouve dans nos hôpitaux sont limités à trois teslas. Construits à partir de supraconducteurs à « spin-triplet », ils pourraient produire des images bien plus nettes et plus profondes du corps humain.

Pour comprendre, rappelons que, dans un supraconducteur, les électrons exposés à un courant électrique se couplent en ce que les chercheurs appellent « paires de Cooper ». Ils peuvent ensuite traverser allègrement le matériau. Sans rencontrer de résistance. Généralement, ces paires présentent des spins opposés. La configuration est connue sous le nom de « spin-singlet ». Et cela explique pourquoi ces supraconducteurs n’apprécient que peu les champs magnétiques élevés. Ceux-ci, en effet, sont capables d’attirer les électrons d’une paire dans des directions différentes. Jusqu’à les séparer.

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