Une nouvelle étude de l'Université de Chicago et de l'Université du Shanxi a découvert un moyen de simuler la supraconductivité à l'aide de la lumière laser. La supraconductivité se produit lorsque deux feuilles de graphène sont légèrement tordues lorsqu’elles sont superposées. Leur nouvelle technique pourrait être utilisée pour mieux comprendre le comportement des matériaux et pourrait potentiellement ouvrir la voie aux futures technologies quantiques ou électroniques. Des résultats de recherche pertinents ont été récemment publiés dans la revue Nature.

Il y a quatre ans, des chercheurs du MIT ont fait une découverte surprenante : si des feuilles régulières d'atomes de carbone sont tordues lors de leur empilement, elles peuvent être transformées en supraconducteurs. Des matériaux rares tels que les « supraconducteurs » ont la capacité unique de transmettre parfaitement l’énergie. Les supraconducteurs sont également à la base de l’imagerie par résonance magnétique actuelle, de sorte que les scientifiques et les ingénieurs peuvent leur trouver de nombreuses utilisations. Ils présentent cependant plusieurs inconvénients, comme celui de nécessiter un refroidissement en dessous du zéro absolu pour fonctionner correctement. Les chercheurs pensent que s’ils comprennent parfaitement la physique et les effets, ils pourront développer de nouveaux supraconducteurs et ouvrir diverses possibilités technologiques. Le laboratoire de Chin et le groupe de recherche de l'Université du Shanxi ont déjà inventé des moyens de reproduire des matériaux quantiques complexes à l'aide d'atomes refroidis et de lasers pour les rendre plus faciles à analyser. En attendant, ils espèrent faire de même avec un système bicouche tordu. Ainsi, l'équipe de recherche et les scientifiques de l'Université du Shanxi ont développé une nouvelle méthode pour « simuler » ces réseaux torsadés. Après avoir refroidi les atomes, ils ont utilisé un laser pour disposer les atomes de rubidium en deux réseaux empilés les uns sur les autres. Les scientifiques ont ensuite utilisé des micro-ondes pour faciliter l’interaction entre les deux réseaux. Il s’avère que les deux fonctionnent bien ensemble. Les particules peuvent se déplacer à travers le matériau sans être ralenties par le frottement, grâce à un phénomène appelé « superfluidité », similaire à la supraconductivité. La capacité du système à modifier l'orientation de torsion de deux réseaux a permis aux chercheurs de détecter un nouveau type de superfluide dans les atomes. Les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient régler la force de l'interaction des deux réseaux en faisant varier l'intensité des micro-ondes, et qu'ils pouvaient faire pivoter les deux réseaux avec un laser sans trop d'effort, ce qui en faisait un système remarquablement flexible. Par exemple, si un chercheur souhaite explorer au-delà de deux à trois, voire quatre couches, la configuration décrite ci-dessus facilite sa tâche. Chaque fois que quelqu’un découvre un nouveau supraconducteur, le monde de la physique le regarde avec admiration. Mais cette fois, le résultat est particulièrement intéressant car il repose sur un matériau aussi simple et courant que le graphène.