Suis nous sur
CIFAR header logo
en
menu_mobile_logo_alt
  • NOTRE IMPACT
    • Pourquoi le CIFAR?
    • Pôles d’impact
    • Nouvelles
    • Stratégie du CIFAR
    • Favoriser la résilience de la Terre
    • Impact IA
    • Impact des dons
    • CIFAR 40
  • Activités
    • Événements publics
    • Réunions sur invitation seulement
  • Programmes
    • Programmes de recherche
    • Stratégie pancanadienne en matière d’IA
    • Initiatives à l’intention de la prochaine génération
  • Communauté
    • Membres et spécialiste-conseils
    • Chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli
    • Chaires en IA Canada-CIFAR
    • Direction – Stratégie en matière d’IA
    • Membres du réseau de solutions
    • Direction – CIFAR
    • Répertoire du personnel
  • Soutenez-nous
  • À propos
    • Notre histoire
    • Prix
    • Partenariats
    • Publications et rapports
    • Carrières
    • Équité, diversité et inclusion
    • Déclaration du CIFAR sur la neutralité institutionnelle
    • Sécurité de la recherche
  • en
Nouvelles

Sonder les mystères de la supraconductivité

Par: Cynthia Macdonald
30 Mai, 2018
30 mai 2018
probingsuperconductivity_listview

Si vous touchez à la poignée d’une poêle chaude, vous vous rappellerez (en grimaçant) que le métal est un excellent conducteur de chaleur et d’électricité. Si vous touchez au revêtement de caoutchouc du câble électrique d’une lampe, vous trouverez son opposé inoffensif, un isolateur.

Mais qu’arrive-t-il quand ces électrons circulent sans heurt à travers un solide, sans aucune résistance? Il s’agit alors de supraconductivité : un état où les électrons s’apparient comme des partenaires de valse. Jusqu’à présent, la technologie des supraconducteurs a donné lieu aux appareils d’IRM et aux trains à sustentation magnétique qui circulent sur des voies magnétisées.

Et si nous réussissons à bien exploiter la supraconductivité, les possibilités seraient encore plus grandes, particulièrement dans le domaine de l’économie d’énergie. Le processus peut contenir une grande quantité d’énergie électrique dans des câbles très fins, avec une dissipation limitée pendant la circulation du courant. Et comme on prédit que la consommation énergétique mondiale devrait presque doubler au cours des quatre prochaines décennies, les supraconducteurs seraient une véritable bénédiction pour l’environnement.

Conséquemment, pourquoi n’utilise-t-on pas plus souvent cette incroyable technologie? Jusqu’à relativement récemment, même si nous avions fait la découverte de plusieurs matériaux qui manifestent la supraconductivité, il fallait les refroidir à des températures extrêmement basses – un processus coûteux et peu pratique. Voilà pourquoi des physiciens quantiques ont travaillé sans relâche pour découvrir de nouveaux matériaux qui non seulement manifesteront la supraconductivité, mais le feront à des températures de plus en plus élevées. De la sorte, la technologie pourrait être plus viable et plus largement utilisée.

À l’Université de la Colombie-Britannique, Andrea Damascelli, Boursier principal du CIFAR et directeur scientifique du Stewart Blusson Quantum Matter Institute, a patiemment étudié la supraconductivité dans une variété croissante de matériaux. Il y a trois ans, son groupe de recherche a dopé avec du lithium une couche unique de graphène et a réussi à entraîner l’appariement des électrons du matériau en paires.

« Nous mettons au point des matériaux qui n’existent pas dans la nature et nous le faisons de façon très délicate et maîtrisée en déposant sous ultravide quelques atomes sur une surface », dit-il.

Afin de trouver les meilleurs matériaux, Damascelli cherche aussi à comprendre comment la supraconductivité se manifeste. Cette année, son laboratoire a réalisé une percée importante en la matière.

En utilisant une technique laser, appelée spectroscopie de photoémission à résolution temporelle, et en rompant l’équilibre d’un condensat supraconducteur avec des impulsions ultracourtes, le stagiaire postdoctoral Fabio Boschini a pris une série d’instantanés ultrarapides pour surveiller la réapparition de la supraconductivité à l’aide d’une impulsion sonde sur des cuprates (supraconducteurs archétypaux à base de cuivre). Et le terme « ultrarapide » est bien faible ici, car chaque instantané n’a duré que quelques femtosecondes ou quadrillionièmes de secondes.

Pour que la supraconductivité se produise, le simple appariement des électrons ne suffit pas. Il faut que ces paires, appelées paires de Cooper, soient organisées en une seule phase quantique macroscopique, un état appelé phase de cohérence. Et pour discerner lequel des phénomènes microscopiques déclenche l’action, il faut procéder à la désintrication de ces facteurs.

« En ayant recours à la spectroscopie électronique ultrarapide dans nos expériences avec impulsion sonde, nous avons pu observer que le début de la cohérence de phase est le mécanisme principal », dit Boschini.

« C’est un grand défi », ajoute Damascelli. « Fabio et notre équipe ont dû produire des impulsions laser de fréquence spécifique dans l’ultraviolet extrême et manipuler leur structure temporelle afin d’atteindre un degré élevé d’exactitude pour être en mesure de surveiller ces échelles temporelles ultrarapides. »

Publiés récemment dans la revue Nature Materials, ces travaux récents du nouveau Moore Centre for Ultrafast Quantum Matter, de l’Université de la Colombie-Britannique, représentent encore une autre étape dans la quête d’une meilleure compréhension de la manifestation de la supraconductivité, et de la découverte de nouveaux matériaux et de techniques qui permettront sa manifestation. Jusqu’à présent, ces recherches ont mené à la publication de plus de 200 000 articles et sont à l’origine de six prix Nobel.

Cette découverte est le fruit d’une collaboration très étroite (dans ce cas-ci, entre le laboratoire de Damascelli et ceux de ses collègues : David Jones, à l’Université de la Colombie-Britannique, et Claudio Gianetti, à Brescia, en Italie).

« Nous ne faisons que commencer notre exploration du comportement dynamique et exotique des matériaux quantiques », dit Damascelli. « Notre objectif ultime est de comprendre et de maîtriser les propriétés fascinantes des supraconducteurs à température élevée et d’autres matériaux quantiques. »

  • Suivez-nous

Articles liés

  • Perfection cristalline
    01 avril 2018

Soutenez-nous

L’Institut canadien de recherches avancées (CIFAR) est une organisation de recherche d’influence mondiale fièrement basée au Canada. Nous mobilisons les plus brillants personnes du monde, dans toutes les disciplines et à tous les stades de carrière, pour faire progresser les connaissances transformatrices et résoudre ensemble les plus grands problèmes de l’humanité. Nous recevons l’appui des gouvernements du Canada, de l’Alberta et du Québec, ainsi que de fondations, de particuliers, d’entreprises et d’organisations partenaires du Canada et du monde entier.

Dons
CIFAR footer logo

Centre MaRS, tour Ouest
661, avenue University, bureau 505
Toronto (Ontario) M5G 1M1 Canada

Contactez-nous
Médias
Carrières
Politiques sur l’accessibilité
Bienfaiteurs
Rapports financiers
Abonnez-vous

  • © Copyright 2025 CIFAR. Tous les droits sont réservés.
  • Numéro d’enregistrement d’organisme de bienfaisance : 11921 9251 RR0001
  • Conditions d'utilisation
  • Politique de confidentialité
  • Plan du Site

Souscrire

Rejoignez notre communauté! Restez à jour avec nos nouvelles, événements, conférences et ateliers et dernières découvertes à travers le monde.

Fields marked with an * are required

I prefer to register in English (click here)


S'abonner aux bulletins d'information du CIFAR: *

Vous pouvez vous désabonner de ces communications à tout moment. Consultez notrepolitique de confidentialité.

 À titre d’abonné, vous recevrez aussi un exemplaire numérique de REACH, notre revue annuelle qui met en lumière nos chercheurs et leurs découvertes au moyen d’articles de fond, d’entrevues et d’illustrations.


Si vous souhaitez recevoir une édition papier de la revue REACH, veuillez fournir les renseignements supplémentaires suivants :


Ce site Web enregistre des témoins sur votre ordinateur. Ces témoins sont utilisés pour recueillir des renseignements sur votre interaction avec notre site Web et nous permettre de vous reconnaître. Nous utilisons ces renseignements afin d'améliorer et de personnaliser votre expérience de navigation et à des fins d'analyse et de mesures concernant nos visiteurs, tant sur ce site Web que sur d'autres médias. Pour en savoir plus sur les témoins que nous utilisons, consultez notre politique deconfidentialité.
Accepter En savoir plus

Notifications