Selon des expériences réalisées sur des supraconducteurs à hautes températures critiques à l’aide de faisceaux de neutrons, il y aurait un lien entre leur propriété magnétique et l’état supraconducteur. Une piste de plus pour espérer disposer un jour de supraconducteurs à hautes températures critiques.
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Dans le film Avatar de James Cameron, les montagnes Hallelujah flottent dans l'airair parce qu'elles sont riches en unobtainium. Cet élément est présenté comme un minéralminéral miracle ayant exactement les bonnes propriétés pour se comporter comme un supraconducteur à température ambiante. Les montagnes riches en ce matériaumatériau peuvent donc flotter dans le champ magnétiquechamp magnétique de la planète.

Si l'on disposait d'un tel matériau, on pourrait transporter de l'électricité sans pertes et générer de puissants champs magnétiques avec peu de courant électriquecourant électrique et sans faire fondre les bobines génératrices. Les aimantsaimants du LHCLHC peuvent atteindre les performances exigées sans fondre et consommer massivement de l'électricité justement parce qu'ils sont faits en matériaux supraconducteurssupraconducteurs... mais il faut les refroidir presque à 2 kelvinskelvins, soit deux petits degrés au-dessus du zéro absoluzéro absolu. Avec des supraconducteurs à température ambiante, on pourrait peut-être aussi réaliser des moteurs à ionsions capables de propulser des vaisseaux interstellaires à des fractions non négligeables de la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière ou mesurer de façon très fine l'activité cérébrale par la technique de la MEG.

Tout cela n'est pour le moment que de la science-fiction et le restera peut-être à tout jamais. Toujours est-il que la découverte de cupratescuprates, des supraconducteurs à hautes températures critiquestempératures critiques, vers le milieu des années 1980, a donné de l'espoir à beaucoup. Basés sur des terres raresterres rares et du cuivrecuivre, ces matériaux deviennent supraconducteurs à quelques dizaines de kelvins seulement.

La piste magnétique semble bonne

Malheureusement, on ne comprend toujours pas très bien ce qui s'y passe, même si la théorie progresse lentement au cours des années et que l'on pense même que la théorie des cordes pourrait nous aider à y voir plus clair. Récemment, la découverte de nouveaux supraconducteurs à hautes températures critiques, mais basés sur du ferfer, a chauffé à nouveau les esprits des physiciensphysiciens de la matièrematière condensée.

L'une des pistes pour comprendre la supraconductivitésupraconductivité à haute température critique fait intervenir des forces d'origine magnétique liées aux spinsspins des électronsélectrons. Ce serait ces forces qui interviendraient dans la formation de paires de Cooper alors que dans les supraconducteurs classiques, ce sont les phononsphonons du réseau cristallinréseau cristallin du solidesolide qui expliquent la formation de ces paires.

Si cette hypothèse est exacte, il y aurait la possibilité d'observer des ondes de spins dans ces matériaux avec des caractéristiques bien particulières. Les ondes de spin sont des excitations qui se propagent dans un milieu magnétique en changeant l'orientation du spin de certaines particules comme les électrons.

Un bon moyen d'étudier ces caractéristiques est d'envoyer des faisceaux de neutronsneutrons. Ces derniers sont neutres, possèdent un spin et sont donc des sondes idéales pour comprendre ce que font les charges douées de spin dans un matériau magnétique ou, ici, supraconducteur.

Un groupe de chercheurs a donc réalisé des expériences de diffusionsdiffusions de neutrons avec les nouveaux supraconducteurs basés sur du fer découverts en 2008. Les composés contenant du fer, du telluretellure et du séléniumsélénium possèdent effectivement des caractéristiques d'excitations de spins qui font penser à celles déjà observées dans les cuprates et qui sont favorables à la théorie faisant intervenir des effets magnétiques pour l'apparition des paires de Cooper. Les détails de cette découverte faite au Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory sont publiés dans Nature Physics.