Dans les cuprates — des matériaux à base de cuivre —, la supraconductivité et l'énigmatique état de pseudogap se livrent une véritable lutte quantique pour le contrôle des électrons. Cette compétition, comme l'ont découvert les scientifiques, est précisément le principal obstacle sur la voie d'une supraconductivité à des températures plus élevées.
L'expérience a été menée par une équipe internationale : des théoriciens du Centre de physique quantique computationnelle de l'Institut Flatiron (New York, États-Unis) sous la direction d'Olivier Gingras, et des expérimentateurs de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS, Québec, Canada). Les travaux ont été dirigés par le doctorant Dario Armanno et le professeur Fabio Boschini. Ils ont utilisé la méthode de spectroscopie photoélectronique résolue en angle (ARPES) avec des impulsions laser pour « faire fondre » la phase supraconductrice et suivre la transition du matériau vers l'état de pseudogap.
Les résultats, publiés le 20 octobre 2026 dans la revue Nature Physics, ont montré que les deux phases ne coexistent pas et ne s'entraident pas. Elles sont en concurrence active. Dans des conditions d'équilibre, une seule d'entre elles peut exister dans le matériau.
À l'état supraconducteur, les électrons, qui se repoussent habituellement, forment des paires et se déplacent sans résistance, comme un traîneau sur une glace parfaitement lisse. Dans le pseudogap, le courant ne circule librement que dans certaines directions, et non dans d'autres. La transition entre ces états est devenue la clé de la compréhension du mécanisme.
Les calculs théoriques de Gingras et de ses collègues ont confirmé le modèle des « états en concurrence ». Aucune des hypothèses alternatives — sur la symbiose ou sur le fait que le pseudogap servirait de « stade préliminaire » à la supraconductivité — n'a expliqué les données de l'expérience.
Si l'on parvenait à supprimer la formation du pseudogap tout en préservant la supraconductivité, la température critique des cuprates pourrait augmenter. Actuellement, même les meilleurs d'entre eux ne fonctionnent qu'en dessous de 151 kelvins — soit environ moins 122 degrés Celsius.
La découverte offre une stratégie claire : au lieu de chercher à renforcer le pseudogap, il faut apprendre à le bloquer. Cela ouvre la voie à des matériaux pratiques capables de fonctionner à des températures plus proches de l'ambiante.
Les travaux montrent que la concurrence quantique des phases n'est pas un simple effet curieux, mais une limitation réelle que l'on peut surmonter si l'on oriente correctement les efforts.
