Découverte d'un nouveau « métal étrange », partageant des attributs quantiques avec les trous noirs - Trust My Science

Pour la plupart des métaux courants, tels que le cuivre ou l’argent, la résistivité électrique croît linéairement avec la température.

Mais certains métaux particuliers, notamment les supraconducteurs à haute température, ne se comportent pas de cette manière.

Le comportement des métaux étranges a été découvert il y a une trentaine d’années, dans une classe de matériaux appelés cuprates — des matériaux à base d’oxyde de cuivre connus pour être des supraconducteurs à haute température.

Et pour cause : même au-delà de la température critique de la supraconductivité, les cuprates se comportent de manière atypique par rapport aux autres métaux.

En conséquence, la résistivité d’un métal augmente avec la température.

Mais elle n’augmente que jusqu’à un certain point, puis devient constante à haute température — comme prédit par la théorie du liquide de Fermi, qui fixe un taux maximum auquel la diffusion des électrons peut se produire.

Une paire de Cooper désigne des électrons liés entre eux à basse température ; les électrons sont des fermions (ils possèdent un spin de 1/2), mais les paires de Cooper sont des bosons (de spin entier) et se comportent donc de manière très différente.

Lors de précédentes recherches, lui et ses collègues ont montré que les bosons de paires de Cooper peuvent produire un comportement métallique, ce qui signifie qu’ils peuvent conduire l’électricité avec une certaine résistance — un phénomène pourtant impossible selon la théorie quantique.

Valles et ses collègues ont donc cherché à déterminer si les métaux bosoniques à paires de Cooper étaient également des métaux étranges.

Résultat : à l’instar des métaux étranges fermioniques, le matériau affichait une résistance linéaire en fonction de la température et du champ magnétique sur des plages de température et de champ magnétique étendues.

Une théorie des métaux étranges pourrait fournir des informations fondamentales, qui aideraient à comprendre des phénomènes tels que la supraconductivité à haute température ; ils pourraient alors servir au développement de réseaux électriques sans perte.