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Matière

Découverte d'une nouvelle phase de la matière

Une équipe internationale regroupant plusieurs universités américaines ainsi qu’un chercheur de l’université de Tel-Aviv a mis en évidence une nouvelle phase de la matière ressemblant à celle apparaissant dans les supraconducteurs. Les matériaux supraconducteurs ont la propriété de porter le courant électrique sans aucune résistance électrique. L’utilisation de ces composés permettrait une vraie révolution dans des domaines tels que le transport énergétique ou l’électronique quantique. Le principal frein à leur utilisation réside dans les températures extrêmes requises par ces matériaux.

En effet, ces composés manifestent leur comportement supraconducteur à des températures de -70 degrés Celsius au maximum. L’étude du comportement électronique dans ces matériaux est donc cruciale pour arriver, à terme, à réaliser un supraconducteur pouvant rester dans cet état quantique à température ambiante. Une équipe de chercheurs de Caltech, en association avec un chercheur de l’université de Tel-Aviv, ont décidé d’étudier un composé non supraconducteur (l’oxyde de destrontium-iridium) mais ayant une structure crystallographique très proche de certains supraconducteurs. Cette étude vise à savoir si néanmoins certaines propriétés sont partagées par ces différents matériaux.

Une phase que peuvent prendre des électrons se déplaçant dans un cristal est appelée phase de charge ordonnée. Dans ce cas précis, il y a une accumulation d’électrons de manière répétée et régulière dans le cristal. Une autre phase de la matière peut concerner le spin des électrons se déplaçant dans le cristal. Néanmoins ces spins peuvent prendre des configurations bien plus complexes comme dans le cas présent.

Dans cette étude, les auteurs ont pu montrer que les électrons, dans cette nouvelle phase de la matière, s’appariaient et, de plus, possédaient des spins pointant dans des directions diamétralement opposées. Cette nouvelle phase de la matière est appelée phase ordonnée multipolaire. De manière encore plus intéressante, il se trouve qu’un processus similaire apparait lorsque certains types de supraconducteurs passent de l’état normal vers l’état de dissipation nulle. Cette découverte ouvre une nouvelle voie d’étude concernant les processus électroniques prenant place dans les matériaux supraconducteurs. Elle pourrait déboucher à terme sur la conception de nouveaux matériaux aux propriétés inédites dans le domaine de l'électronique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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