Quadruple danse des paires dans le graphène express
Dans un supraconducteur, les électrons se déplacent par paires, comme des couples de danseurs. En général, une seule paire traverse un contact entre deux supraconducteurs à la fois. Mais si l'on ajoute un troisième contact, la danse se complique : deux paires peuvent se mouvoir ensemble, formant un quatuor. C'est précisément cette résonance quadruple qui a été observée pour la première fois dans une jonction en graphène à trois bornes.
Les scientifiques ont mesuré comment le courant varie lorsqu'on modifie les phases aux contacts. La phase est la position de l'onde électronique, comme la phase de la Lune. Lorsque deux phases coïncidaient d'une manière particulière, des chutes brusques apparaissaient dans le spectre. Ces chutes se déplaçaient le long de trajectoires fermées autour d'un tore — un beignet formé par les deux phases. Cet enroulement indique une nature topologique : les quatuors de paires se comportent comme un nœud impossible à défaire sans le rompre.
Cette découverte montre que les dispositifs supraconducteurs à multiples contacts peuvent générer des états impossibles dans les jonctions classiques à deux contacts. À terme, de tels systèmes pourraient aider à concevoir de nouveaux matériaux quantiques et, peut-être, des qubits topologiques pour les ordinateurs quantiques.
La résonance quadruple, c'est comme si quatre personnes se tenaient par la main et tournaient, leur danse commune n'étant visible que pour une certaine musique (phase).
Dans la série « The Expanse », les matériaux supraconducteurs permettent aux vaisseaux de supporter des accélérations extrêmes — les jonctions à multiples contacts pourraient être un pas vers de telles technologies.