Supraconductivité induite par la lumière et physique quantique

Les chercheurs ont développé des méthodes pour explorer et utiliser la supraconductivité dans des états hors équilibre, tels que ceux induits par des impulsions laser, à des températures bien supérieures à celles auxquelles fonctionnent les supraconducteurs traditionnels. 
 
Il a été démontré que cette supraconductivité induite par la lumière reproduit des caractéristiques cruciales telles que la résistance électrique nulle et l’expulsion des champs magnétiques, suggérant des applications potentielles dans les dispositifs à grande vitesse et étendant la supraconductivité aux températures ambiantes.  

D’après Issues.fr , la supraconductivité est un phénomène remarquable qui permet à un matériau de véhiculer un courant électrique sans perte. Ce comportement quantique collectif est propre à certains conducteurs et ne se produit qu’à des températures nettement inférieures à la température ambiante. 
 
Plusieurs études récentes ont étudié ce comportement dans des états dits hors équilibre, c’est-à-dire dans des situations où le matériau est éloigné de l’équilibre thermique. Dans ces conditions, il semble qu’au moins certaines des caractéristiques de la supraconductivité puissent être recréées même à température ambiante. Une telle supraconductivité à haute température hors équilibre, dont l’existence a été démontrée sous irradiation par une impulsion laser, peut être utile pour des applications différentes de celles envisagées pour la version stationnaire de la supraconductivité, comme par exemple dans les dispositifs à grande vitesse contrôlés par des impulsions laser. 
 

Supraconductivité induite par la lumière

Ce phénomène a été appelé « supraconductivité induite par la lumière », signalant une analogie avec son homologue à l’équilibre. 
 
Une frontière importante au cours de la dernière décennie a été de caractériser les propriétés d’un tel état supraconducteur induit par la lumière et de comprendre dans quelle mesure cette phase reproduit les propriétés connues d’un supraconducteur conventionnel. 
 
En plus de leur capacité à transporter des courants électriques sans perte, les supraconducteurs sont également connus pour expulser les champs magnétiques de leur intérieur. Ce phénomène, connu dans les conditions d’équilibre sous le nom d’effet Meissner, est une conséquence directe de la cohérence mutuelle des porteurs de charge et de leur tendance à marcher au pas. Cependant, mesurer l’expulsion des champs magnétiques pour la supraconductivité induite par la lumière est un défi, car l’effet ne persiste que quelques picosecondes (un milliardième de seconde), ce qui rend impossible la mesure précise des variations du champ magnétique. 
 

Avancées dans les mesures du champ magnétique

Une équipe de chercheurs de l’Institut Max Planck pour la structure et la dynamique de la matière (MPSD) à Hambourg, en Allemagne, dirigée par Andrea Cavalleri, a développé une nouvelle expérience capable de surveiller les propriétés magnétiques des supraconducteurs à des vitesses très élevées. Ils ont travaillé sur du YBa irradié par laser2Cu3O6+xun composé pour lequel la supraconductivité statique n’est observée que jusqu’à environ −200 degrés Celsius. « Nous avons découvert que YBa photo-excité2Cu3O6.48en plus de présenter une résistance proche de zéro, expulse également un champ magnétique statique de son intérieur », explique Sebastian Fava, auteur de l’article désormais publié dans Nature.

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