Une diode classique en électronique fonctionne comme une route à sens unique : le courant ne circule que dans un seul sens. Dans les supraconducteurs, où l'électricité circule sans résistance, un tel comportement est resté longtemps difficile à obtenir — le courant est généralement symétrique.
Les auteurs de la nouvelle étude ont trouvé un moyen de créer une diode supraconductrice parfaite grâce à la lumière. Ils ont montré que si l'on éclaire un matériau avec de la lumière monochromatique (une seule fréquence), on peut atteindre une efficacité de 100 % dans les systèmes sans centre de symétrie — le courant circule strictement dans une seule direction. Plus surprenant encore, un mélange d'ondes lumineuses de fréquences différentes permet d'obtenir le même effet même dans des matériaux totalement symétriques. La lumière « déforme » en quelque sorte la structure interne, brisant temporairement la symétrie et imposant une direction au mouvement des charges.
L'utilité pratique est énorme. Les diodes supraconductrices pourraient devenir la base de redresseurs, de circuits logiques et de mémoires fonctionnant sans pertes thermiques. Et comme le contrôle se fait par la lumière, ces dispositifs promettent d'être rapides et flexibles. C'est un pas vers une électronique où l'énergie n'est pas gaspillée en chaleur et où chaque électron suit exactement son itinéraire.
Une diode semi-conductrice classique dans votre téléphone dissipe environ 0,7 volt en chaleur à chaque passage. La diode supraconductrice décrite dans l'article ne perd théoriquement rien — comme si une voiture roulait sur une autoroute sans frottement.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « La Cité et les Étoiles », il est fait mention de circuits supraconducteurs qui stockent l'énergie pendant des siècles. Les diodes contrôlées par la lumière pourraient concrétiser cette idée dans de vrais accumulateurs.