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Supraconducteurs non conventionnels : une résistance électrique limitée par la mécanique quantique


​Une collaboration internationale impliquant le CEA-Iramis révèle qu'un nouveau cuprate fortement dopé possède, dans un régime où la supraconductivité est supprimée par un champ magnétique intense, une résistance électrique variant linéairement avec la température, et non pas de manière quadratique. Ce comportement intéressant pour le transport de l'électricité s'enracine dans des propriétés universelles liées au principe d'incertitude temps-énergie, présentes également dans la physique des trous noirs.
Publié le 29 avril 2019

À très basse température, la résistance électrique d'un métal augmente en principe avec le carré de la température. Mais quelques familles de métaux, dits étranges, dérogent à cette règle, de même que les cuprates connus pour leur supraconductivité à haute température critique, dans une région spécifique de leur diagramme de phases. Cette relation linéaire entre résistance électrique et température qui les caractérise est associée à une dissipation maximale de l'énergie par les électrons, dite de Planck.

Des chercheurs ont voulu savoir si Bi2Sr2CaCu2O8+δ, un cuprate très différent des autres composés testés jusqu'à présent, possède aussi cette propriété remarquable à basse température. Afin de supprimer le comportement supraconducteur, ils ont appliqué un champ magnétique très intense de 55 teslas. Résultat : la mesure de résistivité de ce cuprate révèle également une dissipation planckienne linéaire en température !

Cette découverte ravive l'intérêt pour ce mode particulier de transport électrique, encore incompris, qui existe dans des composés aux structures très différentes. Elle pourrait aider les chercheurs à identifier l'interaction responsable de la supraconductivité haute température.

Les partenaires français et canadiens de cette collaboration appartiennent au Laboratoire international associé « Circuits et Matériaux Quantiques » : l'Iramis, le Laboratoire de physique des solides d'Orsay, le Laboratoire national des champs magnétiques intenses de Toulouse et l'Université de Sherbrooke (Canada).

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