La supraconductivité, c'est quand un courant électrique circule sans perte, comme l'eau dans un tuyau parfaitement lisse. Elle apparaît généralement à très basse température, mais certains matériaux la manifestent à des températures plus élevées. Une voie vers cela est constituée par les bandes dites plates : des régions du spectre d'énergie où les électrons se déplacent à peine, mais interagissent fortement entre eux.
Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont pris le réseau de Lieb — un modèle simple comportant une bande plate — et ont « activé » l'attraction entre les électrons. Ils ont utilisé la méthode Monte Carlo diagrammatique : c'est comme une simulation informatique qui ne fait pas d'approximations, mais calcule honnêtement toutes les interactions possibles. Il s'avère que la réponse par paires (une mesure de la disposition des électrons à s'apparier) croît linéairement lorsque la température diminue. Cela signifie que la supraconductivité s'installe brusquement, comme une transition de phase, et non progressivement.
La T* la plus élevée est obtenue lorsque trois bandes d'énergie se touchent en un même point. C'est comme si trois routes convergeaient vers un même carrefour : les électrons passent plus facilement de l'une à l'autre, et la supraconductivité s'en trouve renforcée. Peut-être que ces points de contact entre bandes sont précisément la clé pour créer des supraconducteurs fonctionnant à température ambiante.
Dans une bande plate, les électrons se déplacent à peine, mais c'est justement leur « immobilité » qui renforce l'interaction menant à la supraconductivité.