Supraconductivité : les ultrasons éclairent les états d’UTe2
· Rédaction BehindLines
Un matériau peut-il abriter plusieurs formes de supraconductivité au même moment ? Une équipe menée à Cornell apporte de nouveaux éléments dans le cas du ditellurure d’uranium, UTe2. L’université présente le 30 octobre des expériences qui précisent les conditions de coexistence de deux états. Elles renforcent une piste de recherche, sans établir l’existence du supraconducteur topologique espéré pour l’informatique quantique.
L’enjeu porte sur le diagramme de phases : une carte qui indique les états du matériau selon la température, la pression et le champ magnétique. Dans leur prépublication, les chercheurs expliquent qu’une rencontre apparente entre certaines frontières de cette carte posait un problème thermodynamique, car elle ne devrait pas pouvoir exister. Les cartes publiées auparavant leur paraissaient donc incohérentes avec la thermodynamique.
Pour y voir plus clair, ils ont envoyé des impulsions ultrasonores dans le matériau. Un saut particulier de la vitesse du son révèle une nouvelle frontière entre les phases. Leur analyse fait apparaître un point où quatre régions se rencontrent, dit tétracritique, et, au-delà, un état associant plusieurs composantes supraconductrices.
Le comportement présente aussi une particularité : en refroidissant davantage, un ordre supraconducteur peut disparaître. L’équipe l’attribue à la compétition entre les deux composantes, l’une repoussant l’autre. Un refroidissement plus poussé ne renforce donc pas nécessairement chaque forme de supraconductivité présente dans ce matériau.
Cornell situe les expériences à très basse température, entre un et deux kelvins (soit environ −272 °C), sous forte pression. Le travail reste fondamental : il ne décrit ni un composant informatique prêt à fonctionner ni une application à température ambiante. La communication universitaire et la prépublication émanent de la même équipe et concernent la même étude : elles ne constituent pas deux reproductions indépendantes. La prépublication avait été déposée en mars puis révisée en juillet ; Cornell annonce sa publication dans Nature Physics le 30 octobre.