Les scientifiques ne comprennent pas comment certains matériaux deviennent supraconducteurs à des températures relativement élevées. Les physiciens de Leyde ont maintenant trouvé une connexion surprenante avec les trous noirs auxiliaires. Il permet aux chercheurs d'appliquer les connaissances des trous noirs au mystère de la supraconductivité à haute température. La nouvelle étude est publiée dans Physique de la nature .

Supraconductivité, découvert à Leyde en 1911, est exploité pour de nombreuses applications modernes, tels que les scanners IRM et les accélérateurs de particules. Celles-ci sont basées sur le phénomène selon lequel des courants électriques circulent sans résistance à des températures proches du zéro absolu. Malheureusement, le refroidissement continu nécessite beaucoup d'énergie, les physiciens du monde entier cherchent donc un moyen de fabriquer des matériaux supraconducteurs qui fonctionnent à des températures plus élevées.

Tous les supraconducteurs à relativement haute température actuellement connus sont basés sur des isolants dits de Mott. Ceux-ci se forment lorsque les électrons sont coincés dans leurs nœuds de réseau cristallin, exactement un par nœud. Ils se transforment en supraconducteurs après injection d'électrons supplémentaires. Les chercheurs ne comprennent pas pourquoi cela se produit à un niveau fondamental. Sachant cela pourrait permettre à des supraconducteurs à température encore plus élevée et moins chers de rester suffisamment froids.

Au fur et à mesure de la formation du supraconducteur, l'imparité entre le nombre d'électrons et le nombre de nœuds disponibles au sein du réseau cristallin provoque un motif rayé, un peu comme les motifs de moiré en mouvement vus à la télévision lorsqu'un écran d'ordinateur à l'ancienne est filmé. Mais pourquoi? C'est une question clé pour comprendre les isolateurs Mott.

Les physiciens cherchent la réponse dans une direction inattendue :ils émettent l'hypothèse que les électrons douteux dans les supraconducteurs à haute température se comportent à certains égards de la même manière que les trous noirs auxiliaires. Les physiciens de Leyde Alexander Krikun, Koenraad Schalm et Jan Zaanen ainsi que Tomas Andrade de l'Université de Barcelone ont maintenant trouvé le même motif rayé dans un écart similaire entre les trous noirs «onduleux» auxiliaires et un réseau cristallin. Cela confirme l'hypothèse et signifie que les connaissances sur les trous noirs peuvent s'appliquer à une meilleure compréhension de la supraconductivité à haute température.