En Bref

Fondé1987
Dates De Renouvellement1992, 1997, 2002, 2007, 2012
Membres67
Les PartenairesGordon and Bettty Moore Foundation
Disciplines
Chimie, Physique de la matière condensée (théorique et expérimentale), Synthèse de la matière

Comment la supraconductivité peut-elle transformer la société?

Les propriétés des matériaux ont une influence considérable sur notre vie : la conductivité du cuivre ou la nature magnétique du fer sous-tendent le fonctionnement de technologies modernes, comme les ordinateurs, les satellites et notre réseau électrique.

Bien qu’au fil des siècles nous ayons réussi à rehausser notre compréhension de ses propriétés matérielles, il demeure des surprises pour ceux qui savent où regarder. En conditions extrêmes – températures très basses ou pressions très élevées, par exemple – certains matériaux manifestent des propriétés comme la supraconductivité  ou des formes inhabituelles de magnétisme. Si nous réussissons à comprendre ces comportements étranges et à les reproduire dans des conditions moins extrêmes, il pourrait s’en suivre des technologies bien plus avancées que celles qui prévalent aujourd’hui.

 

Notre approche singulière

Le programme Matériaux quantiques de l’ICRA a commencé en 1987, la même année où le prix Nobel de physique a été décerné pour la découverte des premiers supraconducteurs à température élevée. Au fil de trois décennies, le programme a pris de l’expansion et regroupe maintenant plus de 60 experts de pointe de partout sur la planète.

En réunissant la fabrication de matériaux, l’expérimentation et la théorie, le programme crée un cycle synergique qui fait avancer le domaine comme il aurait été impossible de le faire autrement.

Des membres spécialistes de la fabrication créent des échantillons ultra-purs de matériaux exotiques qui contiennent des combinaisons novatrices d’éléments chimiques. Des expérimentateurs mesurent les propriétés de ces matériaux et cernent les causes de leur comportement étrange. Des théoriciens mettent au point de nouveaux modèles pour expliquer les observations faites en expérience. Ces théories, en retour, donnent souvent lieu à de nouvelles expériences et techniques de fabrication à mettre à l’essai.

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Le Boursier principal Andrea Damascelli a recours à des techniques de spectroscopie et de diffusion des rayons X pour étudier la structure électronique de basse énergie des matériaux quantiques

Pourquoi ces recherches importent-elles?

La plupart des hôpitaux dans le monde développé ont accès à un appareil d’imagerie par résonance magnétique (IRM). Ces appareils utilisent des supraconducteurs – refroidis à l’hélium liquide – pour créer de puissants champs magnétiques qui excitent certains atomes dans les tissus vivants. L’IRM est l’une des meilleures techniques non effractives pour regarder à l’intérieur du corps humain et élimine les complications fréquentes de la chirurgie ou des rayons X. Chaque année, des centaines de milliers de patients reçoivent un diagnostic plus précis grâce à l’IRM.

Au Japon, les trains à lévitation magnétique (maglev) utilisent des supraconducteurs pour atteindre des vitesses supérieures à 500 kilomètres à l’heure. On utilise aussi des supraconducteurs dans le Grand collisionneur de hadrons et dans d’autres détecteurs conçus pour repérer des particules exotiques qui nous aident à comprendre l’Univers. En outre, certains scientifiques ont proposé d’utiliser les supraconducteurs pour créer des appareils qui pourraient entreposer l’énergie quand le coût est moindre – la nuit, par exemple – et la libérer au besoin.

Toutefois, toutes les applications actuelles et futures des supraconducteurs souffrent d’un inconvénient similaire : les coûts élevés et l’énergie considérable associés au refroidissement. De meilleurs supraconducteurs qui fonctionnent à des températures plus élevées pourraient grandement réduire le coût des technologies actuelles les plus avancées et en introduire de nouvelles, comme des réseaux électriques dont le taux d’efficacité serait de 100 pour cent et, par le fait même, cela pourrait révolutionner les plateformes technologiques sur lesquelles repose la société.

En profondeur

En plus de continuer à mettre l’accent sur la réalisation de percées de pointe en supraconductivité, le programme se penche aussi maintenant sur des recherches dans un vaste éventail de phénomènes, y compris de nouveaux états de la matière et des formes inhabituelles de magnétisme.

Supraconductivité

Les membres du programme Matériaux quantiques ont fait des progrès importants dans le domaine, particulièrement pour expliquer pourquoi la supraconductivité est confinée à de basses températures. Un morceau important du casse-tête a été découvert en 2007 quand une équipe soutenue par l’ICRA a finalement cartographié la surface de  d’un supraconducteur à base de cuivre bien connu et a observé qu’il se composait de petites poches. La découverte inattendue a entraîné un changement de paradigme dans la façon dont les scientifiques voyaient la nature du comportement des électrons dans ces matériaux. Ce résultat a immédiatement mené à la reconnaissance du rôle essentiel joué par les ondes de densité de charge – un type d’instabilité électrique, aussi appelée ordonnancement de la charge – dans la suppression de la supraconductivité.

Les percées réalisées dans le domaine illustrent très bien le modèle de l’ICRA à l’œuvre. Les Boursiers principaux Doug Bonn, Walter N. Hardy et Ruixing Liang sont parmi les meilleurs au monde dans la fabrication de cristaux de supraconducteurs à température élevée à base d’oxyde. Des chercheurs comme le directeur du programme et Boursier principal Louis Taillefer, le Boursier principal Andrea Damascelli, le Boursier associé Cyril Proust et bien d’autres utilisent leurs échantillons. Des théoriciens comme le Boursier principal Hae-Young Kee et les Boursiers associés Subir Sachdev et Andrew Millis mettent au point des modèles pour expliquer ces observations et suggérer de nouvelles expériences.

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On utilise des cristaux comme ceux-ci issus du laboratoire de croissance cristalline du Boursier principal Bruce Gaulin (Université McMaster) pour étudier des phénomènes comme la supraconductivité à température élevée. Image : Thomas Van Ryzewk

Atomes froids

Des atomes refroidis à de très basses températures peuvent se retrouver en corrélation forte les uns avec les autres. Ces systèmes, où les effets quantiques ont un grand impact, présentent des similarités avec la façon dont les électrons se déplacent dans un supraconducteur. Par exemple, le Boursier Joseph Thywissen a récemment utilisé un tel système pour examiner la démagnétisation d’un gaz ultrafroid. La mesure de la dynamique quantique des gaz ultrafroids à corrélation forte peut rehausser notre compréhension de la supraconductivité et aussi d’états exotiques de la matière dans les étoiles à neutrons et autres lieux inaccessibles.

Conception de nouveaux matériaux

De nombreux membres du programme Matériaux quantiques mettent l’accent sur la conception et la fabrication de nouveaux matériaux qui manifestent des propriétés quantiques inhabituelles. À l’aide de techniques qui déposent des molécules individuelles sur des surfaces, les chercheurs peuvent créer des matériaux composés de couches différentes qui font aussi peu qu’un atome d’épaisseur.

En 2004, le Boursier associé Harold Hwang et son équipe ont découvert à leur grand étonnement que l’interface entre deux oxydes non conducteurs se comportait comme un métal conducteur. Cette découverte a mené à une myriade de nouvelles recherches, y compris certaines qui ont démontré que de telles surfaces pouvaient se comporter comme des supraconducteurs. Il s’agit d’un domaine de recherche encore très actif aujourd’hui.

Transitions de phase quantique

Quand l’eau gèle ou que la glace fond, on dit que le matériau subit une transition de phase physique. De même, les matériaux peuvent passer d’un état quantique à un autre quand on les soumet à des champs magnétiques d’intensité croissante. Les fluctuations quantiques qui existent même au zéro absolu constituent le facteur déterminant de ces transitions de phase. Une collaboration tripartite récente à l’ICRA entre le Boursier Takashi Imai, le Boursier associé Subir Sachdev et le Boursier Graeme Luke a démontré que ces fluctuations quantiques persistent même à des températures qui vont jusqu’à quelques douzaines de degrés au-dessus du zéro absolu. Une meilleure compréhension des transitions de phase quantique pourrait contribuer à la formulation de nouvelles théories pour expliquer le fonctionnement des supraconducteurs à température élevée.

Articles notables

Ohtomo, A. Hwang, H.Y. (2004) A high-mobility electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface. Nature 427: 423-426

Doiron-Leyraud, N., Proust, C., LeBoeuf, D., Levallois, J., Bonnemaison, J., Liang, R., Bonn, D.A., Hardy, W.N., Taillefer, L. (2007) Quantum oscillations and the Fermi surface in an underdoped high-Tc superconductor. Nature 447: 565-568

D. Dalidovich et al., “Spin structure factor of the frustrated quantum magnet Cs2CuCl4,” Physical Review B 73, 18 (2006) doi: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.73.184403.

D. LeBoeuf et al., “Electron pockets in the Fermi surface of hole-doped high-Tc superconductors,” Nature 450 (2007): 533-536 doi:10.1038/nature06332.

R. Daou et al., “Broken rotational symmetry in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor,” Nature 463 (2010): 519-522 doi:10.1038/nature08716.

R. Comin et al., “Charge Order Driven by Fermi-Arc Instability in Bi2Sr2−xLaxCuO6+δ,” Science 343, 6169 (2014): 390-392 doi: 10.1126/science.1242996.

 

 

Fellows et Conseillers

Photo of Louis Taillefer

Louis Taillefer

Directeur du programme

Louis Taillefer étudie pourquoi certains matériaux présentent des propriétés électroniques remarquables, comme le magnétisme et la supraconductivité. Au cours des dix dernières années, il s’est spécialisé dans le domaine des…

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Diplômé

Ian Affleck

Boursier associé

Université de la Colombie-Britannique

Yoichi Ando

Boursier associé

Université de Cologne

Allemagne

Leon Balents

Boursier associé

Université de la Californie à Santa Barbara

États-Unis

Alexandre Blais

Boursier

Université de Sherbrooke

Canada

Immanuel F. Bloch

Boursier associé

Université Ludwig-Maximilians, Institut Max-Planck d’optique quantique

Allemagne

Doug Bonn

Boursier principal

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Collin Broholm

Boursier associé

Université Johns Hopkins

États-Unis

David Broun

Boursier

Université Simon Fraser

Raffi Budakian

Boursier principal

Université de Waterloo

Canada

Jules P. Carbotte

Boursier principal

Université McMaster

Canada

Robert Cava

Boursier associé

Université de Princeton

États-Unis

Andrea Damascelli

Boursier principal

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Eugene A. Demler

Boursier associé

Université Harvard

États-Unis

Steve Dodge

Boursier associé

Université Simon Fraser

Ian Fisher

Boursier associé

Université Stanford

États-Unis

Joshua Folk

Boursier

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Patrick Fournier

Boursier

Université de Sherbrooke

Canada

Marcel Franz

Boursier principal

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Bruce D. Gaulin

Boursier principal

Université McMaster

Canada

Guillaume Gervais

Boursier

Université McGill

Canada

Michel J. P. Gingras

Boursier principal

Université de Waterloo

Canada

David G. Hawthorn

Boursier

Université de Waterloo

Canada

Jennifer Hoffman

Boursière associée

Université de Harvard

États-unis

Randall G. Hulet

Boursier associé

Université Rice

États-Unis

Harold Y. Hwang

Boursier associé

Université Stanford

États-Unis

Stephen R. Julian

Boursier principal

Université de Toronto

Canada

Catherine Kallin

Boursière principale

Université McMaster

Canada

Hae-Young Kee

Boursière principale

Université de Toronto

Canada

Bernhard Keimer

Boursier associé

Institut Max-Planck de recherche sur l’état solide

Allemagne

Yong Baek Kim

Boursier principal

Université de Toronto

Canada

Gabriel Kotliar

Boursier associé

Université Rutgers

États-Unis

Karyn Le Hur

Boursière associée

École Polytechnique et CNRS

France

Lindsay J. LeBlanc

Boursière

Université de l'Alberta

Canada

Ruixing Liang

Boursier principal

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Gilbert Lonzarich

Boursier associé

Université de Cambridge

Royaume-Uni

Graeme Luke

Boursier principal

Université McMaster

Canada

Joseph Maciejko

Boursier

Université de l'Alberta

Canada

Yoshiteru Maeno

Boursier associé

Université de Kyoto

Japon

Andrew Millis

Boursier associé

Université Columbia

États-Unis

Kathryn A. Moler

Boursière associée

Université Stanford

États-Unis

Johnpierre Paglione

Boursier associé

Université du Maryland

États-Unis

Arun Paramekanti

Boursier

Université de Toronto

Canada

Cedomir Petrovic

Boursier associé

Brookhaven National Laboratory

États-Unis

Cyril Proust

Boursier principal

Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses

France

Subir Sachdev

Boursier associé

Université Harvard

États-Unis

George A. Sawatzky

Boursier principal

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Douglas Scalapino

Boursier associé

Université de la Californie à Santa Barbara

États-Unis

Jeff E. Sonier

Boursier associé

Université Simon Fraser

Canada

Joseph H. Thywissen

Boursier

Université de Toronto

Canada

Thomas Timusk

Boursier principal

Université McMaster

Canada

Senthil Todadri

Boursier associé

Massachusetts Institute of Technology

États-Unis

André-Marie Tremblay

Boursier principal

Université de Sherbrooke

Canada

John Y. T. Wei

Boursier associé

Université de Toronto

Canada

Hai-Hu Wen

Boursier associé

L’Académie des sciences de la Chine

Chine

Christopher Wiebe

Boursier

Université de Winnipeg

Canada

Fei Zhou

Boursier

Université de la Colombie-Britannique

Canada

Conseillers

J.C. Séamus Davis

Président du comité consultatif

Université Cornell

États-Unis

Antoine Georges

Conseiller

École Polytechnique

France

Richard L. Greene

Conseiller

Université du Maryland

États-Unis

Andrew Peter Mackenzie

Conseiller

Institut Max-Planck de chimie physique des solides

Allemagne

Mondial Scholar

Judy Cha

Chercheuse mondiale ICRA-Azrieli

Université de Yale

États Unis

Kate A. Ross

Chercheuse mondiale ICRA-Azrieli

Université de l'état du Colorado

États-unis

Luyi Yang

Chercheuse mondiale ICRA-Azrieli

Université de Toronto

Canada

Programme Chronologie

Lancement du programme Supraconductivité

L’ICRA lance le programme Supraconductivité après la découverte spectaculaire en

Les cristaux du programme se retrouvent dans des laboratoires internationaux

Le programme Supraconductivité fait l’objet d’un examen par des experts

De nouvelles données sur la supraconductivité dans les cristaux

Les Boursiers de l’ICRA Jess Brewer, Rob Kiefl (tous deux

Obtention de résultats sur les supraconducteurs à spin-triplet

Le groupe du Boursier principal et codirecteur du programme de

Remise en question d’hypothèses sur les spins

Les Boursiers associés de l’ICRA John Berlinsky et Catherine Kallin

Un nouveau type de criticalité quantique

Le Boursier principal de l’ICRA et codirecteur du programme Louis

Un nouvel état, la « glace de spin »

Le groupe du Boursier associé Michel Gingras (Université de Waterloo)

Un nouveau comportement de spin

Le Boursier associé de l’ICRA William Buyers (Conseil national de

Possibilité d’un « liquide de spin »

Les Boursiers associés de l’ICRA et théoriciens Yong Baek Kim

Une interface ajustable

Le Conseiller de l’ICRA Jochen Mannhart (Institut Max Planck de

Un signet avant l’ordre caché

Les Boursiers associés de l’ICRA Andy Mackenzie (Institut Max Planck

Lien entre le magnétisme et la supraconductivité

L’expérimentateur Takashi Imai (Université McMaster) découvre une forte corrélation entre

Un nouvel appareil quantique

Le Boursier de l’ICRA Marcel Franz (Université de la Colombie-Britannique)

Nouvelles données sur la destruction des systèmes à fermions lourds

Des expériences menées par le Boursier Graeme Luke (Université McMaster)

Une théorie du point quantique critique

Le Boursier associé de l’ICRA Subir Sachdev (Université Harvard) réalise

Découverte d’une nouvelle phase de la matière

De nouveaux résultats expérimentaux par les Associés de l’ICRA Ruixing

Une théorie de l’ordonnancement de la charge et de la supraconductivité à symétrie-d

Le Boursier principal de l’ICRA Subir Sachdev (Université Harvard) formule

Honneur:

Andrea Damascelli

L’électricité ne rencontre aucune résistance quand elle se déplace dans un matériau supraconducteur. Cette caractéristique peut permettre de forts champs magnétiques et la lévitation.

1987

Lancement du programme Supraconductivité

L’ICRA lance le programme Supraconductivité après la découverte spectaculaire en 1986 de la supraconductivité dans les oxydes de cuivre. Sous la direction de Jules Carbotte, le programme réunit des physiciens, des chimistes et des spécialistes des matériaux pour étudier ce phénomène prometteur.

Des structures cristallines exceptionnelles sont essentielles à la recherche sur les supraconducteurs, car même des défauts à l’échelle atomique peuvent introduire la résistivité et une moindre performance

1995

Les cristaux du programme se retrouvent dans des laboratoires internationaux

Le programme Supraconductivité fait l’objet d’un examen par des experts et obtient son premier renouvellement quinquennal. Les examinateurs affirment que le programme se positionne au premier plan de la recherche mondiale sur la supraconductivité. Par exemple, dans le domaine de la synthèse des matériaux, les Boursiers associés Ruixing Liang, Walter Hardy et Doug Bonn (tous de l’Université de la Colombie-Britannique) fabriquent des cristaux uniques d’oxydes de cuivre d’yttrium et de baryum sous-dopés (YBCO) – des composés dotés de qualités chimiques et structurelles sans précédent. De nombreux groupes de recherche expérimentale, au sein du programme et à l’étranger, ont recours à ces échantillons remarquables.

Honneur: TRIUMF

Pour étudier les effets du spin quantique, les chercheurs de l’ICRA ont recours à un faisceau à muons au laboratoire TRIUMF

2000

De nouvelles données sur la supraconductivité dans les cristaux

Les Boursiers de l’ICRA Jess Brewer, Rob Kiefl (tous deux de l’Université de la Colombie-Britannique), Jeff Sonier (Université Simon Fraser) et Bill Buyers (Conseil national de recherches du Canada) implantent des muons – des particules subatomiques similaires aux électrons – dans des cristaux fabriqués par le Boursier associé Ruixing Liang (Université de la Colombie-Britannique) et mesurent l’influence des cristaux sur le spin des muons. En outre, ils étudient les cristaux à l’aide de la diffusion des neutrons. Ces expériences produisent de nouvelles mesures qui mènent à une vision révisée des caractéristiques magnétiques et supraconductrices de ces matériaux.

2000

Le ferromagnétisme en coexistence avec la supraconductivité

Le Boursier associé de l’ICRA Michael Walker et ses collaborateurs découvre que le type de magnétisme le plus puissant responsable des aimants ordinaires, le ferromagnétisme, peut coexister avec la supraconductivité dans certains matériaux. Cela contredit une opinion de longue date selon laquelle ces deux qualités étaient incompatibles.

Louis Taillefer, directeur du programme Matériaux quantiques de l’ICRA

2001

Obtention de résultats sur les supraconducteurs à spin-triplet

Le groupe du Boursier principal et codirecteur du programme de l’ICRA Louis Taillefer (Université de Sherbrooke) produit des résultats qui indiquent que le cristal d’oxyde de pérovskite Sr2RuO4 affiche des caractéristiques non conventionnelles lorsqu’on le refroidit suffisamment pour qu’il devienne supraconducteur. On parle d’un supraconducteur d’onde-d à spin-triplet et les résultats expérimentaux appuient des années de prédictions théoriques. L’étude a recours à des échantillons de Sr2RuO4 fabriqués par le Boursier associé Yoshiteru Maeno (Université de Kyoto).

2002

Remise en question d’hypothèses sur les spins

Les Boursiers associés de l’ICRA John Berlinsky et Catherine Kallin (tous deux de l’Université McMaster) publient des calculs sur les oxydes de cuivre qui jettent une nouvelle lumière sur la relaxation spin-milieu, le processus par lequel les électrons en vibration – ceux dans un état magnétique excité – retournent à l’équilibre. Les chercheurs découvrent que la relaxation spin-milieu dépend des vibrations de spin et de la température de sorte à remettre en question les hypothèses antérieures selon lesquelles les fluctuations dans la direction pointée par les spins dans certains aimants (les fluctuations de spin antiferromagnétiques) entraînent la relaxation spin-milieu dans l’état mixte.  

Membres du programme Matériaux quantiques à la réunion d’octobre 2003

2002

Le programme Supraconductivité devient le programme Matériaux quantiques

L’ICRA renomme le programme Supraconductivité, Matériaux quantiques. Les Boursiers explorent de nouvelles orientations de recherche, comme le magnétisme quantique, les transitions de phase quantique, les conducteurs organiques et moléculaires, les nanostructures et la physique mésoscopique.

Plusieurs Boursiers associés du programme possèdent des compétences exceptionnelles en matière de fabrication de cristaux

2002

Des cristaux de haute qualité révèlent des transformations

Les Boursiers associés de l’ICRA William Buyers (Conseil national de recherches du Canada), Robert Birgeneau (Université de la Californie à Berkeley) et Ruixing Liang (Université de la Colombie-Britannique) collaborent à la fabrication de grands cristaux uniques presque parfaits d’oxyde de cuivre d’yttrium baryum pour des expériences sur les neutrons. Les physiciens expérimentaux dans le domaine des matériaux quantiques ont besoin de ces matériaux qui affichent la concentration parfaite d’électrons, car ils se trouvent dans le régime « sous-dopé » où la supraconductivité commence à s’éteindre. Des expériences réalisées à l’aide de ce matériau fournissent des réponses sur la nature de la transformation d’un supraconducteur robuste en son contraire - un isolateur total. En retour, des théoriciens, comme les Boursiers associés Steve Kivelson (Université Stanford), Ian Affleck (Université de la Colombie-Britannique), André-Marie Tremblay et Hae-Young Kee mettent à l’essai diverses théories qui proposent une explication à la transformation si draconienne de ce matériau.

Au zéro absolu, le cérium-cobalt-indium5 (CecoLn5) fluctue entre un comportement supraconducteur (SC, gris) et un état de liquide de Fermi (FL, bleu)

2003

Un nouveau type de criticalité quantique

Le Boursier principal de l’ICRA et codirecteur du programme Louis Taillefer (Université de Sherbrooke) et son groupe ont découvert un nouveau type de criticalité quantique. La criticalité quantique fait allusion aux fluctuations entre des états qui se manifestent lors de transitions de phase quantique au zéro absolu. Les chercheurs découvrent que dans le cérium-cobalt-indium5, le comportement quantique critique semble se manifester lors d’une transition supraconductrice.

Stephan Julian, Boursier associé de l’ICRA

2003

Un indice sur une transition de phase quantique

Une équipe à l’Université de Cambridge, en collaboration avec le Boursier associé de l’ICRA Stephen Julian (Université de Toronto) et Louis Taillefer (Université de Sherbrooke), découvre la première manifestation de la criticalité quantique qui persiste très loin du point critique quantique. Cette découverte pourrait suggérer l’existence d’une nouvelle phase quantique de la matière.

2003

Une sonde magnétique étudie les films ultraminces

Le Boursier associé de l’ICRA Rob Kiefl (Université de la Colombie-Britannique) et ses collaborateurs au laboratoire TRIUMF à Vancouver mettent au point une sonde magnétique pour l’étude des films et des interfaces ultraminces. Cela leur permet de concrétiser la résonance magnétique sans l’application d’un champ magnétique, élément important de l’étude du magnétisme exotique et de la supraconductivité.

Michel Gingras, Boursier associé de l’ICRA

2004

Un nouvel état, la « glace de spin »

Le groupe du Boursier associé Michel Gingras (Université de Waterloo) formule une théorie quantitative expliquant le comportement d’une nouvelle catégorie de matériaux magnétiques, appelée « glace de spin ». Dans la glace de spin, la quantité de couple que subissent les atomes soumis à un champ magnétique – ou moments magnétiques – ne gèle pas à des températures très basses. Les protons se comportent de façon similaire dans la glace. Les chercheurs conçoivent diverses expériences pour étudier les effets d’un champ magnétique sur la glace de spin et observent un certain nombre de phénomènes inexpliqués. Par exemple, ils repèrent des transitions de phase avec une puissance de champ 80 fois plus grande que la puissance des interactions magnétiques entre les spins, sans égard à la force du champ magnétique appliqué – un résultat étonnant. Gingras formule une théorie qui tente d’expliquer ces résultats.

Échantillon d’un cristal d’oxyde de cuivre d’yttrium baryum produit par les Boursiers associés de l’ICRA Liang, Bonn et Hardy

2004

Point de mire sur la cause de la supraconductivité

Les Boursiers associés de l’ICRA Doug Bonn, Ruixing Liang et Walter Hardy (tous de l’Université de la Colombie-Britannique) découvrent une nouvelle tendance universelle entre la température à laquelle se manifeste la supraconductivité et la densité superfluide dans les cuprates, jetant une nouvelle lumière sur le mécanisme responsable de la supraconductivité.

Timothy Timusk, Boursier associé de l’ICRA

2004

Résonance magnétique écartée

Le Boursier associé de l’ICRA Thomas Timusk (Université McMaster) et ses collaborateurs démontrent sur le plan expérimental que la résonance magnétique n’entraîne pas la supraconductivité, excluant ainsi l’une des théories principales sur le phénomène. Leur relation de mise à l’échelle s’applique à plusieurs matériaux manipulés de diverses façons.

Honneur: Nature

Diagramme de l’interface entre les oxydes de titanate de strontium (SrTiO3) et d’aluminate de lanthane (LaAlO3)

2004

Deux isolateurs rencontrent un métal

Une interface est une couche mince sur un matériau dont les propriétés sont différentes du reste, comme là où la surface de l’eau rencontre l’air, et se comporte comme une membrane. Grâce à des travaux de pointe par Harold Hwang et ses collaborateurs, des chercheurs découvrent que l’interface entre deux oxydes isolateurs (SrTiO3 et LaAlO3) est un métal. À de très basses températures, il affiche un comportement quantique très étrange.

2005

Un nouveau comportement de spin

Le Boursier associé de l’ICRA William Buyers (Conseil national de recherches du Canada) et ses collaborateurs découvrent un nouveau comportement de spin à l’interface entre la supraconductivité et le magnétisme dans les cuprates. Cette observation découle de collaborations avec l’Université de Toronto, l’Université de la Colombie-Britannique et du Réacteur national de recherche universel (NRU) des laboratoires de Chalk River, ainsi que de l’approvisionnement en neutrons froids de nombreuses installations internationales. Les boursiers signalent que la réussite de cette initiative nationale et internationale découle en grande partie d’échanges d’idées lors d’interactions organisées par l’ICRA.

2005

Observation de points quantiques

Ian Affleck et d’autres ont recours à des méthodes empruntées à la théorie des cordes pour cerner le comportement précis, à basse température, de trois molécules liées sur le plan chimique – un trimère – de points quantiques. Les points quantiques sont de minuscules îles d’électrons fabriquées dans des plaquettes semi-conductrices exhibant des propriétés électroniques novatrices qui pourraient se révéler utiles pour des technologies futures. Dans certaines configurations, les points quantiques enfreignent le paradigme des « liquides de Fermi » qui s’applique habituellement à des électrons de conduction à de basses températures, manifestant une grande intrication quantique entre les points quantiques et les électrons dans les dérivations. Leur solution démontre que le trimère est un système singulièrement favorable pour l’observation de ce comportement spécial.

La structure triangulaire du matériau NIGAS donne lieu aux conditions idéales pour un trouble du spin

2005

Découverte d’un matériau avec un trouble du spin

Les spins des électrons dans la plupart des matériaux se positionnent dans un motif particulier où ils pointent dans des directions opposées lorsqu’ils sont refroidis à une certaine température. Le Boursier associé de l’ICRA Yoshiteru Maeno (Université de Kyoto) et ses collaborateurs découvrent un matériau où cela ne se produit pas. Il s’agit d’un isolateur stratifié avec un arrangement d’atomes triangulaire, la géométrie optimale pour empêcher cet ordonnancement, connu sous le nom d’antiferromagnétisme.  

Représentation d’un liquide de spin quantique

2006

Possibilité d’un « liquide de spin »

Les Boursiers associés de l’ICRA et théoriciens Yong Baek Kim (Université de Toronto), et John Berlinsky et Catherine Kallin (tous deux de l’Université McMaster), analysent un matériau tridimensionnel qui a semblé se comporter comme un liquide de spin quantique. Un liquide de spin quantique est un état de la matière que l’on qualifie de liquide, car il est désordonné comparativement à d’autres états quantiques – tout comme l’eau est désordonnée par rapport à la glace. Ils cernent le matériau comme un candidat prometteur pour atteindre, ou presque, l’état de liquide de spin.

2006

Découverte d’un nouveau point critique quantique

Le groupe du directeur du programme Louis Taillefer (Université de Sherbrooke) découvre un nouveau point critique quantique dans le composé CeCoIn5, un matériau dans lequel le Boursier associé de l’ICRA Zachary Fisk (Université de la Californie à Irvine) a repéré la supraconductivité en 2001. Il s’agit d’un des rares matériaux connus dont la criticalité peut être adaptée à un champ magnétique. Le groupe de Taillefer est le premier à étudier la criticalité quantique avec le transport de l’énergie, une technique puissante gouvernée par une loi universelle des métaux. Portant le nom de loi Wiedemann-Franz, elle prétend que la charge et la conduction de la chaleur sont égales au zéro absolu. Le groupe de Taillefer découvre que la loi Wiedemann-Franz est valable pour le composé CeColn5, même si d’autres signatures de la théorie des liquides de Fermi s’effondrent.

Honneur: Proceedings of the National Academy of Sciences

Représentation d’une phase à rayures. Les flèches représentent l’ordre magnétique ou de spin, et l’échelle en bleu représente la densité de la charge

2006

Les supraconducteurs créent des rayures

Le Boursier associé de l’ICRA Steve Kivelson (Université Stanford) ajoute à ses travaux de pointe sur les rayures qui font allusion à une transition de phase où le spin des électrons dans les matériaux dans certaines conditions forme un motif à rayures. Il explore les manifestations possibles des rayures dans les supraconducteurs à base de cuprates et découvre que quand les cuprates sont sur le bord de la supraconductivité, ils commencent à se mettre dans une phase où l’ordonnancement se fait en fonction de rayures. Les températures de transition les plus élevées se produisent dans cet état instable. Les travaux de Kivelson font de lui un éminent théoricien des rayures.

2007

Une interface ajustable

Le Conseiller de l’ICRA Jochen Mannhart (Institut Max Planck de recherche sur l’état solide) et ses collaborateurs observe un état d’interface supraconducteur ajustable sur le plan électrostatique. Cette découverte survient dans la foulée d’un résultat important en 2004 selon lequel l’interface entre deux oxydes isolateurs (SrTiO3 et LaAlO3) est un métal. Cela permet au programme Matériaux quantiques de réaliser des avancées pour la conception artificielle de nouveaux matériaux quantiques, souvent couche par couche, avec la possibilité de nouvelles propriétés révolutionnaires.

Oscillations quantiques dans le supraconducteur YBCO

2007

Percées sur le plan des oscillations quantiques

Les Boursiers associés de l’ICRA Doug Bonn, Ruixing Liang et Walter Hardy (tous de l’Université de la Colombie-Britannique) et le directeur du programme Louis Taillefer (Université de Sherbrooke) observent pour la première fois des oscillations quantiques dans le supraconducteur YBCO. Le recours à la technique expérimentale utilisée pour induire et mesurer les oscillations quantiques constitue une percée majeure qui illustre les caractéristiques de la surface de Fermi de cet oxyde de cuivre – une interface abstraite importante pour prédire notamment les caractéristiques thermiques et électriques de certains matériaux. Ils découvrent que la surface de Fermi du YBCO contient des pochettes fermées qui se distinguent des arcs mystérieux observés par des techniques antérieures. Six mois après cette percée, la même équipe a réalisé une découverte étonnante : ces pochettes de Fermi ne contiennent pas de trous, mais des électrons. Ces travaux d’avant-garde démontrent l’existence d’une phase cachée qui fait concurrence à la supraconductivité. Cela entraîne un changement de paradigme dans le domaine et suscite un foisonnement d’activités de recherche au sein du programme et de par le monde. Les oscillations quantiques découvertes par Louis Taillefer ont été portées à la liste des dix plus grandes découvertes de 2007.

2007

Transmission d’information quantique à l’aide de supraconducteurs

Le Boursier de l’ICRA Alexandre Blais (Université de Sherbrooke) étudie comment utiliser les supraconducteurs pour fabriquer un ordinateur quantique. De concert avec des collaborateurs à l’Université Yale, il invente une façon de transmettre de l’information quantique d’un qubit à l’autre sur de grandes distances à l’aide d’un circuit supraconducteur. Auparavant, l’information était entreposée dans des qubits supraconducteurs, mais non transmise. La revue Québec Science choisit cette découverte comme l’une des dix plus grandes découvertes de 2007 par un scientifique québécois.

2008

Un signet avant l’ordre caché

Les Boursiers associés de l’ICRA Andy Mackenzie (Institut Max Planck sur la chimie physique des solides) et Cyril Proust (Centre national de la recherche scientifique) détectent des oscillations quantiques dans un supraconducteur à température élevée surdopé, offrant en quelque sorte un point de référence avant la manifestation d’un état de symétrie mystérieux appelé « ordre caché ».

Guillaume Gervais, Boursier de l’ICRA

2008

Découverte d’une nouvelle phase quantique

À l’aide d’un des matériaux de puces semi-conductrices les plus purs qui soient, le Boursier de l’ICRA Guillaume Gervais (Université McGill) et son équipe découvrent une nouvelle phase quantique des électrons, appelée un cristal de Wigner quasi-3D. L’équipe découvre ce supraconducteur en l’exposant au plus puissant champ magnétique continu du monde dans un appareil refroidi presque au zéro absolu.

2008

Découverte d’un nouveau type de solide d’électrons

Dans une série de mesures précises, le groupe du Boursier de l’ICRA Guillaume Gervais (Université McGill) découvre un nouveau type de solide d’électrons à des champs magnétiques puissants. Ils font la découverte en étudiant des états importants pour la fabrication d’un ordinateur quantique convivial appelés les états Hall quantiques fractionnaires.

Honneur: Takashi Imai

Structure cristalline du BaFe2As2, un semi-métal qui manifeste la supraconductivité lorsque le cobolt remplace certains des atomes de Fe

2009

Lien entre le magnétisme et la supraconductivité

L’expérimentateur Takashi Imai (Université McMaster) découvre une forte corrélation entre le magnétisme et la supraconductivité en étudiant les cristaux à l’aide de la résonance magnétique nucléaire. Ce résultat fournit de nouvelles indications selon lesquelles la colle qui apparie les électrons, leur permettant de transmettre l’énergie sans résistance, est d’origine métallique.

2009

Artificial 2D superconductors

Le Boursier associé de l’ICRA Harold Hwang (Université Stanford) découvre une nouvelle façon de créer des supraconducteurs bidimensionnels artificiels à l’aide de super-réseaux d’oxydes complexes qui sont si propres sur le plan électrique qu’on peut observer les effets quantiques bidimensionnels dans l’état normal et l’état supraconducteur. Ces études sont rehaussées par des collaborations avec le Boursier principal George Sawatzky (Université de la Colombie-Britannique) et le Chercheur mondial Hiroki Wadati (Université de Tokyo) visant à concevoir la structure électronique de l’interface.

Honneur: Graeme Luke

Des chercheurs de l’ICRA étudient le comportement d’électrons à de très basses températures dans l’état d’ordre caché

2009

Théorie sur l’ordre cachée

Le Boursier associé de l’ICRA Gabriel Kotliar (Université Rutgers) et un collaborateur proposent une théorie prometteuse expliquant le paramètre d’ordre de la phase d’« ordre caché ». Dans la catégorie de métaux appelée systèmes à fermions lourds, un refroidissement à de très basses températures incite les électrons à se comporter comme si leur masse était 1000 fois plus lourde que leur masse nominale. La phase d’ordre caché est un autre phénomène étrange où les propriétés volumiques du matériel changent brusquement. Cela se produit avec le composé à fermions lourds, siliciure d’uranium et de ruthénium (URu2Si2). Après la publication de Kotliar, le Boursier de l’ICRA Graeme Luke (Université McMaster) produit des cristaux uniques de grande qualité de URu2Si2 et le Conseiller Séamus Davis (Université Cornell) a recours à la microscopie cryogénique à balayage pour observer le comportement des électrons dans ces cristaux au fil de leur refroidissement à des températures de plus en plus basses. L’équipe observe les électrons lourds et comment leur vitesse change au moment où ils passent à l’état de fermions lourds et quand ils subissent la transition jusqu’à l’état d’ordre caché, illustrant précisément l’évolution de ces états en parallèle avec la diminution de la température.

Représentation de l’effet galvanique du spin inverse

2010

Un nouvel appareil quantique

Le Boursier de l’ICRA Marcel Franz (Université de la Colombie-Britannique) et le Chercheur mondial Ion Garate (Université de Sherbrooke) explorent un effet que l’on pourrait exploiter dans des applications futures, comme l’entreposage d’information dans la mémoire d’un ordinateur sans perte d’énergie. Il s’agit de l’effet galvanique du spin inverse et, pour l’obtenir, ils suggèrent d’avoir recours à un appareil composé d’un ferroaimant monocouche isolant avec une anisotropie perpendiculaire faible déposée à la surface d’un isolateur topologique.

2010

Découverte d’un ordre en coexistence avec la supraconductivité

Le groupe du directeur du programme Louis Taillefer (Université de Sherbrooke) découvre une nouvelle propriété qui pourrait révéler le mécanisme fondamental responsable de la supraconductivité dans les cuprates. Les chercheurs réalisent des mesures sur des cristaux d’oxyde de cuivre, d’yttrium et de baryum (YBCO) fournis par les Boursiers associés de l’ICRA Doug Bonn, Ruixing Liang et Walter Hardy (tous de l’Université de la Colombie-Britannique). Ils découvrent que les électrons dans ces matériaux affichent une tendance spontanée à s’aligner, ce qui suggère fortement qu’une certaine forme d’ordre caché et probablement magnétique est en coexistence avec la supraconductivité.

Ian Fisher, Boursier associé de l’ICRA.

2010

Mesure d’oscillations quantiques bidimensionnelles

Le Boursier associé de l’ICRA Ian Fisher (Université Stanford) et ses collaborateurs réussissent à mesurer des oscillations quantiques provenant de l’état de surface 2D, dans des champs jusqu’à la limite d’exactitude à des échelles quantiques. Leurs travaux ouvrent la voie à des expériences destinées à sonder les comportements Hall quantiques fractionnaires, ce qui se révèle important pour la fabrication d’un ordinateur quantique pratique.

Honneur: Graeme Luke

Imagerie par microscopie à effet tunnel du comportement de fermions lourds

2011

Nouvelles données sur la destruction des systèmes à fermions lourds

Des expériences menées par le Boursier Graeme Luke (Université McMaster), le Conseiller Séamus Davis (Université Cornell) et leurs collègues révèlent ce qui se passe quand un état exotique de la matière électronique appelé « fermions lourds » est détruit. Ils étudient des fermions lourds composés d’uranium, de ruthénium et de silicium. Les électrons qui circulent dans ce matériau interagissent brièvement avec les électrons magnétiques entourant les atomes d’uranium, ce qui les ralentit et leur donne une apparence de « lourdeur ». La théorie prédit depuis longtemps que le remplacement des atomes d’uranium magnétiques par des atomes non magnétiques créerait des « trous de Kondo » – un autre état quantique exotique – à chaque site de substitution et détruirait le système à fermions lourds. Pour découvrir à quoi ressemblerait ce comportement, Luke crée des échantillons de grande qualité dans lesquels il a remplacé plusieurs atomes d’uranium par du thorium non magnétique. Ensuite, Davis les a examinés à l’aide d’une nouvelle technique, appelée imagerie spectroscopique par microscopie à effet tunnel qu’il a mise au point pour visualiser directement la structure électronique à l’échelle atomique. L’équipe réussit à « voir » des trous de Kondo pour la première fois et découvre qu’autour de chaque atome de thorium, la stabilité des fermions lourds se dégrade de façon ondulatoire ce qui perturbe gravement la circulation des électrons dans le matériau.

Le conseiller de l’ICRA Hidenori Takagi à la réunion du programme Matériaux quantiques en octobre 2014

2011

Découverte d’un ordre de rayures dans le supraconducteur YBCO

Le directeur du programme Louis Taillefer (Université de Sherbrooke), les Boursiers Doug Bonn, Walter Hardy et Ruixing Liang (tous de l’Université de la Colombie-Britannique) et l’Associé Cyril Proust (Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses – Toulouse) ont réalisé une percée majeure en 2007 quand ils ont découvert que les électrons d’un supraconducteur à base de cuprates, l’oxyde de cuivre, d’yttrium et de baryum, subissent une profonde transformation de leur état métallique, en plus de la manifestation de la supraconductivité elle-même. En 2011, ils découvrent que la transformation met en jeu un état de la matière appelé « ordre de rayures » – un motif ondulatoire de charges d’électrons. En collaboration avec le Conseiller Hidenori Takagi (Université de Tokyo), ils tirent cette conclusion en comparant les propriétés thermoélectriques du YBCO avec celles d’un autre cuprate, le Eu-LSCO. On croit que l’ordre de rayures joue probablement un rôle clé pour maîtriser la température critique à laquelle se produit la supraconductivité. Ces données nous donnent espoir qu’il sera possible de produire la supraconductivité à température ambiante.

Honneur: Kathryn Moler

Plages nanométriques de magnétisme près de l’interface entre deux oxydes non magnétiques

2011

Imagerie du magnétisme à une interface

Les associés Kathryn Moler et Harold Hwang (tous deux de l’Université Stanford) et leurs étudiants découvrent une situation singulière où le magnétisme et la supraconductivité coexistent – deux états électroniques qui entretiennent habituellement une relation très antagoniste. Les travaux qui ont mené à ce résultat étonnant ont commencé quand l’équipe du professeur Hwang a créé un nouvel échantillon de matériaux composé de deux isolateurs non magnétiques placés en sandwich : l’aluminate de lanthane et le titanate de strontium. Parfois, la couche atomique où se rencontrent les deux matériaux affiche des propriétés complètement différentes de celles qui prévalent dans le corps de l’un ou l’autre des matériaux. Fort de cette découverte, le groupe de la professeure Moler analyse le nouvel échantillon avec un microscope spécial qui peut réaliser l’imagerie de traces de magnétisme. Les images ainsi créées révèlent un ensemble intime de régions supraconductrices et magnétiques à l’interface des deux isolateurs – une coexistence qui n’avait jamais été observée. La découverte ouvre la voie à des explorations plus approfondies de la façon dont ces états habituellement non compatibles interagissent dans ce matériau. En outre, de nouvelles recherches pourraient nous permettre de manipuler les propriétés électroniques de ces matériaux pour mener à des applications technologiques.

Honneur: Subir Sachdev

Les valeurs supérieures et inférieures d’ondes de densité de charge alternent à travers les structures du matériau

2012

Une théorie du point quantique critique

Le Boursier associé de l’ICRA Subir Sachdev (Université Harvard) réalise une avancée théorique importante qui rehausse notre compréhension du principe d’organisation centrale de la plupart des supraconducteurs non conventionnels – le point quantique critique antiferromagnétique. L’un des résultats fascinants de cette théorie est la découverte que les électrons à proximité de ce point comptent deux instabilités naturelles : un état d’appariement à symétrie-d auquel nous nous attendions et un ordre de charge « de type symétrie-d » spécial et inattendu. La probabilité que l’ordonnancement de la charge observé expérimentalement dans le cuprate YBCO soit en fait cette deuxième instabilité suscite l’emballement.

2012

Découverte d’ondes de densité de charge dans le YBCO

Dans le cadre d’une découverte majeure, deux groupes observent directement une compétition entre un phénomène appelé ondes de densité de charge et la supraconductivité dans l’oxyde de cuivre YBCO. Les Boursiers associés de l’ICRA Doug Bonn, Ruixing Liang et Walter Hardy (tous de l’Université de la Colombie-Britannique) font partie de l’une des équipes de recherche.

2012

Un nouveau diagramme de phase magnétique

L’Associé de l’ICRA Yoshitero Maeno (Université de Kyoto), le Boursier principal Graeme Luke (Université McMaster) et leurs collaborateurs produisent un nouveau diagramme de phase magnétique du supraconducteur non conventionnel (Sr,Ca)2RuO4. Leurs résultats sur le magnétisme dans ce matériau contredisent d’anciennes idées et illustrent la proximité de la supraconductivité et de la phase concurrentielle appelée ordre magnétique statique.

2013

Découverte d’une nouvelle phase de la matière

De nouveaux résultats expérimentaux par les Associés de l’ICRA Ruixing Liang, Walter Hardy et Doug Bonn (tous de l’Université de la Colombie-Britannique) et leurs collaborateurs du Los Alamos National Laboratory prouvent que le « pseudogap » - un écart énergétique partiel entre les états quantiques qui survient à une température bien supérieure à la manifestation de la supraconductivité – est une phase thermodynamique distincte de la matière. Les chercheurs ont recours à des mesures par échographie par résonance haute précision des échantillons d’oxyde de cuivre produits par l’équipe de l’ICRA pour révéler les effets qui résolvent ce mystère de longue date.

Louis Taillefer, directeur du programme

2013

La pression change la supraconductivité

Le groupe du directeur du programme Louis Taillefer (Université de Sherbrooke) fait une étonnante découverte sur la façon dont la pression influence la transition à la supraconductivité dans un supraconducteur à base de fer. Ils découvrent qu’une augmentation de la pression diminue jusqu’à un certain point la température à laquelle se manifeste la supraconductivité, mais après avoir exercé une certaine pression, il s’ensuit une augmentation soudaine de la température de transition. Ce résultat suggère qu’il y a une transition d’un état d’appariement à un autre. Selon les chercheurs, il s’agirait d’une indication expérimentale de l’existence d’états d’appariement concurrents comme l’avait présenté dans une théorie le Boursier associé Andy Millis (Université Columbia).

2013

Interactions de spins magnétiques dans la glace de spin

Le Boursier principal de l’ICRA Bruce Gaulin (Université McMaster) réalise des expériences sur le titanate d’ytterbium. En faisant appel à la diffusion des neutrons, il a déterminé les paramètres microscopiques qui décrivent ses interactions de spins magnétiques. Le Boursier principal et théoricien Michel Gingras (Université de Waterloo) s’est alors joint à Gaulin pour revoir ces premières données quantitatives disponibles. Ils ont découvert que ces interactions permettent d’expliquer, de façon détaillée et naturelle, les propriétés thermodynamiques de ce matériau de glace de spin quantique. Ces recherches permettent de faire avancer une collaboration de longue date de l’ICRA entre des théoriciens et des expérimentateurs dans le domaine.

2014

Une théorie de l’ordonnancement de la charge et de la supraconductivité à symétrie-d

Le Boursier principal de l’ICRA Subir Sachdev (Université Harvard) formule une théorie qui décrit l’ordonnancement de la charge et la supraconductivité à symétrie-d comme deux instabilités naturelles et étroitement associées d’un point quantique critique antiferromagnétique – le principe d’organisation de la plupart des supraconducteurs non conventionnels. Cette théorie explique pourquoi des modulations de la densité de charge augmentent lentement avec le refroidissement des oxydes de cuivre, comme il a été démontré par des observations expérimentales par la diffraction des rayons X.

2014

Ordonnancement de la charge dans tous les cuprates

Les Boursiers principaux de l’ICRA Andrea Damascelli et George Sawatzky (tous deux de l’Université de la Colombie-Britannique), l’Associé de l’ICRA Bernhard Keimer (Institut Max Planck de recherche sur l’état solide) et d’autres collaborateurs aux États-Unis et au Japon jettent de la lumière sur une phase qui semble faire concurrence à la supraconductivité, appelée l’ordonnancement de la charge, où les électrons s’organisent en un motif ondulatoire. Les chercheurs observent que les « ondes de densité de charge » associées à l’ordonnancement de la charge sont les mêmes pour tous les types de cuprates, suggérant l’existence d’un ordonnancement de la charge partagé par tous les cuprates. Les chercheurs ont recours à diverses techniques expérimentales pour détecter et mesurer ces petites ondes dans la distribution de la charge des électrons et prouvent la puissance complémentaire de ces outils pour sonder les subtilités de ces caractéristiques.

2014

Un fil unidimensionnel confirme une théorie

Le Boursier de l’ICRA Guillaume Gervais (Université McGill) crée un appareil qui confirme l’état de « liquide de Luttinger » prédit par la théorie. Un liquide de Luttinger est un état quantique qui découle du confinement des électrons dans une ligne où ceux-ci ne peuvent se déplacer que vers l’avant ou l’arrière. Les chercheurs créent l’appareil sur une puce qui confine les électrons dans deux fils quantiques, séparés de seulement 15 nanomètres, ou environ 150 atomes. L’appareil permet aux chercheurs de confirmer des prévisions théoriques en mesurant la « friction » entre les deux circuits. On avait prédit que cet effet s’intensifierait beaucoup en dessous d’une certaine température, en cas de formation d’un liquide de Luttinger. L’équipe démontre que l’intensification se produit à une température d’environ 1,6 Kelvin, près du zéro absolu. Ce résultat pourrait contribuer à la mise au point d’applications pratiques en regard de la miniaturisation croissante des éléments constituants des ordinateurs modernes et autres appareils électroniques.

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