Un fil ordinaire chauffe quand le courant le traverse. Un supraconducteur, non. Mais presque tous les supraconducteurs connus fonctionnent soit à très basse température, soit sous une pression énorme, comme dans les entrailles des planètes. Les scientifiques cherchent depuis longtemps un matériau qui évite ces extrêmes.
Dans ce nouveau travail, ils ont pris un composé de lithium, de cuivre et d'hydrogène — Li3CuH4. À l'intérieur, deux « couches » aux caractères différents. L'une ressemble à du sel de table : les atomes de lithium et d'hydrogène s'accrochent les uns aux autres par attraction électrique, mais une telle structure est fragile toute seule. L'autre est comme un treillis d'acier : les atomes de cuivre et d'hydrogène sont liés par de fortes liaisons covalentes qui maintiennent la forme. Cette armature empêche tout le composé de s'effondrer même à une pression relativement faible — environ 20 gigapascals (c'est cinq fois moins que ce qu'il faut pour beaucoup d'autres hydrures).
L'astuce principale, c'est que l'armature de cuivre ne se contente pas de maintenir la structure. Elle « fait vibrer » les atomes d'hydrogène de sorte que les électrons se mettent à sauter facilement entre eux. C'est ça, la supraconductivité : les électrons se déplacent sans résistance. Résultat : le matériau devient supraconducteur dès 39 kelvins (−234 °C) et à une pression de 12 gigapascals. Ce n'est pas la température ambiante, mais c'est déjà atteignable en laboratoire sans enclumes de diamant qui compriment l'échantillon comme dans un étau.
L'idée a été testée sur plus d'un composé. Ils ont essayé plusieurs métaux à la place du cuivre — et ont trouvé une règle générale : si une couche est rigide et covalente, et l'autre molle et ionique, ensemble elles donnent un supraconducteur stable à pression modérée. C'est comme une recette : ce n'est pas la combinaison exacte d'ingrédients qui compte, c'est le principe — le fragile et le robuste doivent se compléter.
Une pression de 12 gigapascals, c'est comme si l'on posait 120 tonnes sur chaque centimètre carré. En laboratoire, on la crée avec des enclumes de diamant, mais pour ce matériau, un simple pressoir hydraulique suffit.