Récemment, une équipe de chercheurs internationaux a accompli une avancée significative dans la compréhension des supraconducteurs à haute température, un phénomène microscopique mystérieux. Le professeur agrégé Hui Hu, de l’Université de technologie de Swinburne, a collaboré avec des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) pour réaliser une nouvelle observation expérimentale.
Cette observation a permis de quantifier l’appariement de pseudogap au sein d’un nuage d’atomes de lithium fermionique fortement attractif en interaction. Contrairement à la notion précédente limitée à deux particules, cette étude confirme l’appariement de multiples particules de fermions avant d’atteindre une température critique, présentant ainsi une superfluidité quantique remarquable.
De nouvelles perspectives grâce aux supraconducteurs à haute température
Les matériaux supraconducteurs à haute température offrent des perspectives prometteuses pour résoudre les défis énergétiques mondiaux. Notamment la possibilité d’améliorer considérablement l’efficacité énergétique. Cela va, par la suite, faciliter la création d’ordinateurs plus rapides, de nouveaux dispositifs de stockage de mémoire, ou encore des capteurs ultra-sensibles.
Le professeur agrégé Hu, le seul chercheur australien impliqué dans cette étude, souligne l’intrigue entourant la superfluidité et la supraconductivité quantiques. Malgré des efforts considérables, l’origine de la supraconductivité à haute température reste évasive. En particulier en ce qui concerne l’apparition d’un écart énergétique à l’état normal avant la supraconductivité.
L’objectif principal de leur étude était de modéliser manuellement un scénario simple pour examiner l’une des principales interprétations du pseudogap. À savoir le fossé énergétique sans supraconductivité. Pour ce faire, ils ont exploité un système d’atomes ultra-froids afin d’émuler cette interprétation.
Au revoir aux théories microscopiques pour l’observation des pseudogaps !
Des tentatives antérieures datant de 2010 avaient déjà été entreprises pour étudier l’appariement des pseudogaps avec des atomes ultrafroids. Mais elles s’étaient soldées par un échec. La nouvelle expérience internationale a mis en place des techniques de pointe pour la préparation de nuages de Fermi homogènes. Ce qui a permis d’éliminer les collisions indésirables entre atomes. Mais aussi de garantir un contrôle ultra-stable du champ magnétique à des niveaux inégalés.
Le professeur Hu met en lumière le fait que ces avancées techniques ont permis d’observer un pseudogap sans recourir à des théories microscopiques spécifiques pour ajuster les données expérimentales. Ils ont constaté la suppression du poids spectral près de la surface de Fermi à l’état normal.
« Sans aucun doute, cette découverte aura des implications considérables pour les futures études des systèmes de Fermi à forte interaction. Elle pourrait également ouvrir la voie à des applications potentielles dans les technologies quantiques à venir », a-t-il ajouté.
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