Grâce à la spectroscopie laser — une méthode qu'on peut comparer à l'écoute de l'écho d'un cristal —, des physiciens ont exploré un matériau en couches. Ils ont trouvé des zones où les électrons se déplacent librement (les poches de Fermi) et remarqué que chacune de ces zones se comporte à sa façon.
Autrefois, on considérait l'ordre magnétique — où les spins des électrons s'alignent en rang serré — comme l'ennemi de la supraconductivité : dans ces conditions, les électrons ont du mal à s'apparier. Mais ici, les deux ne font pas que cohabiter : la supraconductivité s'épanouit en plein cœur de la zone magnétisée. Le magnétisme ne gêne pas ; il semble plutôt accompagner la danse des paires d'électrons, tel un professeur sévère qui se met soudain à jouer en duo avec ses élèves.
Lors de la transition vers l'état supraconducteur, l'entropie (la mesure du désordre) du système chute brutalement — l'ordre progresse. Et voici le retournement inattendu : dans l'une des couches, la bande d'énergie interdite (le seuil à franchir pour briser une paire) a atteint 42 meV — une valeur anormalement élevée pour un tel matériau. Cette découverte bouleverse les théories élaborées par John Bardeen et Lev Landau, et montre que le modèle standard est trop simple pour décrire la supraconductivité à haute température. L'objectif pratique : des câbles sans pertes.
Ce matériau appartient à la famille des cuprates — le premier type de supraconducteurs fonctionnant à la température de l'azote liquide (–196 °C). Leur découverte en 1986 a provoqué une sensation comparable à la course à l'espace, et a déclenché une avalanche de documentaires.
Dans la science-fiction, les supraconducteurs sont la clé des trains à lévitation et de l'énergie éternelle. La découverte de cette alliance avec le magnétisme rend ces rêves un peu plus réels.