Les supraconducteurs promettent une révolution technologique — des trains à lévitation aux puissants accélérateurs de particules et aux scanners médicaux. Cependant, leur fonctionnement est limité par un équilibre fragile : un courant ou un champ magnétique trop intense détruit l'état dans lequel l'électricité circule sans résistance.
Dans les mesures habituelles en courant continu, cette limite est difficile à atteindre. Elle est devancée par les vortex quantiques — de minuscules « tornades » de flux magnétique, qui apparaissent dans les supraconducteurs de deuxième espèce et provoquent rapidement un échauffement et une résistance.
Des chercheurs de l'Institut Max Planck de Hambourg ont trouvé un moyen de contourner cet obstacle. Ils ont utilisé des impulsions laser d'une durée de 300 femtosecondes, qui se transformaient en impulsions électriques de quelques picosecondes seulement. Pendant ce temps, les vortex n'avaient pas le temps de se déplacer et de perturber la supraconductivité.
Dans l'expérience, le nitrure de niobium a supporté un courant 2,2 fois supérieur à la valeur critique habituelle, puis la supraconductivité s'est brusquement interrompue — c'est exactement ce qui doit se produire lors de la rupture des paires de Cooper. Dans un matériau à base d'oxyde d'yttrium, de baryum et de cuivre, le processus s'est déroulé plus progressivement en raison d'une symétrie différente de la bande d'énergie interdite.
La nouvelle méthode permet de mesurer directement les propriétés fondamentales des matériaux, inaccessibles lors des mesures habituelles. Elle ouvre la voie à l'évaluation de nombreux supraconducteurs à leurs véritables limites et à la création de dispositifs plus robustes.
L'étude est publiée dans Nature Physics et montre que la vitesse décide parfois de tout : il suffit de devancer les processus quantiques pour voir ce dont un matériau est réellement capable.
