La supraconductivité, phénomène observé à très basse température, implique la perte de résistance électrique dans certains matériaux, permettant à l'électricité de circuler librement. Dans les supraconducteurs conventionnels, ce comportement est dû au mouvement collectif des électrons formant des paires appelées paires de Cooper. Cependant, les recherches de l’équipe CCQ révèlent un comportement similaire dans un système de particules fondamentales appelées anyons non abéliens.
Les anyons non abéliens sont des particules qui obéissent à des statistiques exotiques, distinctes des statistiques familières des bosons et des fermions. Ces particules ne se trouvent pas dans la nature mais ont été proposées comme quasi-particules potentielles dans certains matériaux et comme éléments fondamentaux dans certains modèles théoriques.
À l’aide de puissantes simulations informatiques, les chercheurs ont étudié le comportement des anyons non abéliens dans une structure en treillis bidimensionnel. Ils ont découvert que, dans des conditions spécifiques, ces particules pouvaient présenter un état ressemblant à la supraconductivité. Dans ce « supraconducteur anyon », les particules se condensent dans un état collectif dans lequel elles perdent effectivement leur identité individuelle et se déplacent à l’unisson, un peu comme les électrons dans un supraconducteur conventionnel.
Ce comportement remarquable découle des propriétés topologiques inhérentes aux anyons non abéliens. Contrairement aux particules conventionnelles, les anyons portent une charge topologique qui ne peut être supprimée sans changer leur identité. Cette charge topologique conduit à des interactions à longue portée entre les particules, entraînant le comportement collectif observé dans la simulation.
La découverte de la « supraconductivité anyon » ouvre de nouvelles voies pour explorer l'interaction entre les propriétés topologiques et la physique quantique à N corps. L’étude contribue également à une compréhension plus large des états non conventionnels de la matière et pourrait fournir des informations sur le comportement de certains matériaux exotiques.
Bien que les anyons non abéliens n'aient pas encore été directement observés dans les expériences, les découvertes théoriques de l'équipe CCQ motivent une exploration plus approfondie des phénomènes quantiques topologiques et renforcent les arguments en faveur de la recherche de matériaux susceptibles d'héberger de telles particules.
