Le phénomène de supraconductivité, fournissant une transmission de courant sans dissipation et une multitude de propriétés magnétiques uniques résultant de la cohérence quantique macroscopique, a été découvert pour la première fois il y a plus d'un siècle. Il n'a été compris qu'en 1957, après quoi il est rapidement devenu évident que les supraconducteurs pouvaient en principe exister avec une grande variété de caractéristiques fondamentales souvent appelées paramètre d'ordre. Jusqu'à la fin des années 1970, cependant, tous les supraconducteurs trouvés expérimentalement avaient la même classe de paramètre d'ordre.

Depuis lors, de nombreux aspects de la variété attendue des paramètres d'ordre ont été découverts, mais un fait surprenant demeurait. Une caractéristique commune de non standard, ou paramètres d'ordre "non conventionnels" est que le supraconducteur doit être simultanément très proche de plus d'un d'entre eux, et qu'il devrait être possible de s'accorder de l'un à l'autre en modifiant assez peu les conditions telles que la température, pression ou champ magnétique. Bien que des dizaines de supraconducteurs non conventionnels aient été découverts au cours du dernier demi-siècle, il y avait de bonnes preuves thermodynamiques de plus d'une phase supraconductrice dans seulement un ou deux matériaux.

La découverte récente de la supraconductivité diphasique dans CeRh 2 Comme 2 par les membres du Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids (MPI CPfS Dresden) est donc une étape majeure dans le domaine.

Une collaboration menée par Seunghyun Khim et Christoph Geibel du département Physique des matériaux quantiques et Elena Hassinger du groupe Physique des métaux non conventionnels et supraconducteurs, avec la contribution des groupes de Manuel Brando et Andy Mackenzie, a découvert deux faits clés sur le matériau. Premièrement, CeRh 2 Comme 2 possède l'un des rapports de température de transition entre champ magnétique critique et supraconducteur les plus élevés de tous les supraconducteurs connus.

Deuxièmement, lorsque le champ (lorsqu'il est appliqué le long d'une direction spéciale par rapport aux axes du cristal) est augmenté, il y a une transition nette entre deux paramètres d'ordre supraconducteur différents, conduisant à des signatures dans diverses propriétés thermodynamiques. Dans une collaboration internationale avec les théoriciens Daniel Agterberg de U. Wisconsin et Philip Brydon de U. Otago, ils ont en outre montré que cela peut être compris en termes d'une combinaison spéciale de symétries locales et globales qui se produisent dans CeRh 2 Comme 2 mais pas dans aucun autre matériau supraconducteur découvert à ce jour.

Les résultats, publié en ligne le 26 août 2021 par Science magazine, on peut s'attendre à ce qu'elle génère des directions de recherche entièrement nouvelles ; en effet, plusieurs articles théoriques de groupes du monde entier sont déjà parus sur la base de la prépublication archivée décrivant notre recherche.