Imaginez un train qui file au-dessus des rails sans frottement, ou un chargeur de smartphone où pas un seul watt ne se perd. C'est précisément ce que promet la supraconductivité — un phénomène dans lequel le courant électrique circule sans résistance. Pourtant, pendant des décennies, elle est restée accessible uniquement à des températures extrêmement basses, exigeant un refroidissement coûteux à l'hélium liquide.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs des universités d'Utrecht, de Leyde et de Munich rapproche de cet objectif tant convoité. Le travail, publié aujourd'hui dans la revue Science, montre que l'une des deux conditions principales de la supraconductivité pourrait déjà être remplie à température ambiante. C'est un pas important en avant, même si le tableau complet n'est pas encore clair.
La supraconductivité exige deux choses. Premièrement, les électrons doivent s'associer en paires de Cooper. Deuxièmement, ces paires doivent se déplacer de manière synchrone — ce que l'on appelle la cohérence de phase. Dans les supraconducteurs ordinaires, les deux processus se produisent simultanément à très basse température. Dans les matériaux à haute température critique, découverts dans les années 1980, la situation est différente.
Les chercheurs ont établi que les paires de Cooper se forment dans ces matériaux à des températures nettement supérieures au point de transition vers l'état supraconducteur. « La “colle” qui maintient les paires est suffisamment solide pour les préserver même à température ambiante », note l'un des directeurs de l'étude, Ingmar Swart. Ainsi, le véritable goulot d'étranglement reste le déplacement synchrone des paires.
Pour les mesures, l'équipe a conçu son propre équipement, capable de distinguer le courant transporté par des électrons individuels de celui transporté par des paires. Cela a permis d'observer directement quand et comment l'appariement se produit. Les résultats confirment que la première étape clé est atteignable dans des conditions ordinaires.
Si l'on parvient à résoudre la question de la cohérence de phase, la voie vers une supraconductivité à température ambiante deviendra réalité. Apparaîtront alors des lignes de transport d'électricité ultra-efficaces, de puissants ordinateurs quantiques et des trains à lévitation magnétique, sans les coûts considérables de refroidissement. Les chercheurs prévoient déjà de se concentrer sur ce second défi.
La découverte ne promet pas une percée immédiate, mais elle indique clairement dans quelle direction poursuivre. Il est désormais évident que l'un des principaux obstacles est surmontable — et cela suscite un espoir fondé.
