Une nouvelle étude de l'Université de Chicago et de l'Université 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 car elles sont en couches. Leur nouvelle technique pourrait être utilisée pour mieux comprendre le comportement des matériaux et pourrait potentiellement ouvrir la voie aux futures technologies quantiques ou en électronique. Les résultats de recherche pertinents ont été récemment publiés dans la revue Nature.

Il y a quatre ans, les chercheurs du MIT ont fait une découverte surprenante: si des feuilles régulières d'atomes de carbone sont tordues lorsqu'elles sont empilées, elles peuvent être transformées en supraconducteurs. Les matériaux rares tels que les «supraconducteurs» ont la capacité unique de transmettre sans faille 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 trouver de nombreuses utilisations pour eux. Cependant, ils ont plusieurs inconvénients, comme nécessitant un refroidissement inférieur au zéro absolu pour fonctionner correctement. Les chercheurs pensent que s'ils comprennent pleinement la physique et les effets, ils peuvent développer de nouveaux supraconducteurs et ouvrir diverses possibilités technologiques. Le laboratoire de Chin et le groupe de recherche de l'Université Shanxi ont précédemment inventé des moyens de reproduire des matériaux quantiques complexes utilisant des atomes et des lasers refroidis pour les rendre plus faciles à analyser. En attendant, ils espèrent faire de même avec un système bicouche torsadé. Ainsi, l'équipe de recherche et les scientifiques de l'Université Shanxi ont développé une nouvelle méthode pour "simuler" ces réseaux tordus. Après avoir refroidi les atomes, ils ont utilisé un laser pour organiser 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 la friction, grâce à un phénomène appelé «superfluidité», ce qui est similaire à la supraconductivité. La capacité du système à modifier l'orientation de la torsion de deux réseaux a permis aux chercheurs de détecter un nouveau type de superfluide dans les atomes. Les chercheurs ont constaté qu'ils pouvaient régler la force de l'interaction des deux réseaux en faisant varier l'intensité des micro-ondes, et ils pourraient faire pivoter les deux réseaux avec un laser sans trop d'effort - ce qui en fait un système remarquablement flexible. Par exemple, si un chercheur veut explorer au-delà de deux à trois ou même quatre couches, la configuration décrite ci-dessus facilite le faire. Chaque fois que quelqu'un découvre un nouveau supraconducteur, le monde de la physique destiné à l'admiration. Mais cette fois, le résultat est particulièrement excitant car il est basé sur un matériau aussi simple et commun que le graphène.