La supraconductivité nous permet d'éviter les pertes lors du transport d'énergie des centrales électriques à nos maisons. Cependant, pour faire ça, les lignes doivent être refroidies à des températures si basses que l'utilisation à grande échelle des supraconducteurs n'est pas rentable à l'heure actuelle. Par conséquent, dans les laboratoires du monde entier, les chercheurs recherchent de nouveaux matériaux supraconducteurs qui fonctionnent à des températures moins prohibitives.

Un grand espoir repose sur les prétendus cuprates, composés à base de cuivre et d'oxygène également appelés supraconducteurs à haute température, où la communauté scientifique concentre ses efforts. Une expérience menée à l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), la source européenne de lumière générée par le synchrotron, à Grenoble, coordonné par le Département de Physique du Politecnico di Milano, avec des chercheurs du Spin Institute du Conseil national de recherches, La Sapienza Università di Roma et la Chalmers University of Technology de Göteborg, a révélé une nouvelle propriété de ces matériaux :la présence d'une variété d'ondes de densité de charge appelées fluctuations dynamiques de densité de charge.

L'étude a été publiée dans Science . Ces fluctuations ne semblent pas interférer avec la supraconductivité; au lieu, ils influencent la résistance électrique à l'état dit "normal", c'est-à-dire à des températures supérieures à la température critique supraconductrice. Connaître la présence de ces fluctuations de charge ne résout pas le mystère clé, celui de la supraconductivité. Cependant, cela nous permet d'expliquer un autre comportement étrange des cuprates, le fait qu'ils aient une résistance électrique différente de celle des métaux conventionnels. De plus, ce nouvel "ingrédient" pourrait s'avérer décisif pour expliquer la supraconductivité, peu importe comment cette hypothèse est vérifiée à l'avenir.

En 2012, il a été découvert que, dans de nombreux cas, la supraconductivité des cuprates est contrée par des ondes de densité de charge, qui entravent en partie la transmission sans résistance des électrons dans les cuprates, sans l'arrêter complètement. Accroître notre connaissance de ces matériaux particuliers est indispensable pour pouvoir réaliser des supraconducteurs fonctionnant à température ambiante ou à peu près, qui est aujourd'hui un défi technologique et scientifique critique.

L'expérience qui a permis cette observation a été réalisée à l'installation européenne de rayonnement synchrotron de l'ESRF en utilisant la technologie RIXS, qui analyse les directions préférées de diffusion des rayons X du matériau à l'étude.