Le graphène — une feuille de carbone d'un atome d'épaisseur — est une piste de danse pleine de bosses où les électrons ne peuvent pas se déplacer en synchronie. La supraconductivité exige qu'ils s'associent en paires et s'écoulent de manière cohérente, mais le relief accidenté les en empêche. La théorie a été posée par John Bardeen, et le comportement inhabituel des électrons a été décrit par Paul Dirac et Lev Landau.

Retirez quelques atomes — des marches atomiques apparaissent, sur lesquelles les électrons s'accumulent avec la même énergie. Ces îlots sont comme des scènes quantiques : même une faible attraction force les électrons à s'associer en paires, et leur danse synchronisée se répand sur toute la feuille. La simulation numérique a révélé les détails : les paires deviennent inextricablement liées, se plongent dans une superposition de probabilités et obéissent aux lois de la thermodynamique quantique. Les oscillations sont mesurées par interférométrie — une méthode sensible aux vibrations des atomes. Pendant ce temps, tout le nuage est décrit par les règles du champ quantique et se comporte comme un organisme unique, s'écoulant sans résistance.

Et voici ce qui est surprenant : la fente supraconductrice est visible au microscope — elle est plus brillante autour des défauts, et les vortex magnétiques s'y accrochent, dessinant une carte du chaos. Ainsi, le désordre devient un fil conducteur pour le courant. En contrôlant les défauts, on peut créer une électronique flexible en graphène — avec des capteurs et des détecteurs de champs magnétiques.