Goutte à goutte du robinet — ou jet régulier sans une seule éclaboussure. C'est à peu près ainsi que se présentent les deux régimes de courant dans un contact supraconducteur. Seulement, au lieu de l'eau, ce sont des paires de Cooper — des électrons liés qui se déplacent sans résistance. Dans une limite, les paires s'infiltrent une par une, comme de rares gouttes : le courant passe, mais avec des pertes. Dans l'autre, elles s'écoulent en un flux unique, sans aucun frottement. Entre ces extrêmes se trouve un gouffre que l'on n'avait jamais réussi à franchir dans un même dispositif.
Tout est question d'une interdiction imposée par la mécanique quantique : on ne peut pas mesurer avec précision à la fois la quantité de charge ayant traversé le contact et la phase de l'onde de l'état supraconducteur. Ce sont deux propriétés « conjuguées » — plus on connaît précisément l'une, plus l'autre est floue. Dans un contact Josephson (c'est le nom donné à la fine couche entre deux supraconducteurs), la lutte oppose l'énergie de charge et l'énergie de transition des paires. Celle qui domine détermine le caractère du courant. Mais d'habitude, ce rapport est figé lors de la fabrication — comme un robinet qui soit goutte, soit coule, et qu'on ne peut pas régler.
Les auteurs de l'étude ont contourné cette limitation grâce à un microscope à effet tunnel refroidi à des millikelvins — une température de seulement quelques millièmes de degré au-dessus du zéro absolu. Ils ont utilisé l'aiguille du microscope comme un contact mobile : en modifiant la distance entre l'aiguille et la surface supraconductrice, ils ont pu faire varier progressivement, sur plusieurs ordres de grandeur, le rapport entre les deux énergies. On obtient ainsi une sorte de « rhéostat quantique ». Pour la première fois, ils ont pu suivre comment les sauts individuels des paires laissent place à un écoulement continu — et filmer cette transition dans un unique contact.
Une telle expérience n'est pas qu'un simple tour de passe-passe. Elle donne aux physiciens un outil contrôlable pour observer comment les étrangetés quantiques cèdent la place au comportement classique familier. Un robinet capable de passer en douceur du goutte-à-goutte au jet ouvre la voie à un réglage plus fin des circuits supraconducteurs et, peut-être, à de nouveaux éléments pour les ordinateurs quantiques.
La température de l'expérience (des millikelvins) est si basse que l'agitation thermique des atomes est pratiquement figée — c'est plus froid que dans l'espace interstellaire, où il fait encore « chaud » à cause du rayonnement fossile.