Un supraconducteur poussé jusqu'à 190 kelvins express
De nombreux matériaux se comportent comme une glace capricieuse : sous une certaine pression, ils fondent ; sous une autre, ils durcissent. Les supraconducteurs de la famille des cuprates ne font pas exception. Leur capacité à conduire le courant sans perte dépend de la compression du réseau cristallin. Dans cette nouvelle étude, des physiciens ont suivi cette dépendance pour le composé Bi-2223. Les échantillons ont été placés dans des cellules à haute pression et le moment de l'apparition de l'effet Meissner — ce signe caractéristique de la supraconductivité où le champ magnétique est expulsé de l'échantillon — a été mesuré.
Sous une compression jusqu'à 25 GPa (environ 250 000 fois la pression atmosphérique), la température critique du supraconducteur s'est comportée de manière inattendue : elle a d'abord chuté, puis a commencé à augmenter. Cela rappelle une voiture qui rétrograde dans une côte, puis passe en seconde et grimpe avec assurance. Au-delà de 25 GPa, la croissance est devenue continue, et à 60 GPa, la température a atteint 190 K — soit moins 83 degrés Celsius. Plus froid qu'une nuit polaire, mais bien plus chaud que la plupart des supraconducteurs connus.
Cette allure de la courbe suggère l'existence d'un second domaine de supraconductivité à fort niveau de dopage (l'ajout d'impuretés pour modifier les propriétés). Peut-être le matériau réorganise-t-il sa structure électronique, ouvrant un nouveau canal pour un courant sans dissipation. Ce n'est pas un simple record pour le record : comprendre ce second régime pourrait aider à créer des supraconducteurs fonctionnant à des températures plus commodes.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2608.00942v2
It is well established that the critical temperature ($$T_c$$) of cuprate superconductors can be tuned by pressure. For example, compression decouples the hole doping from chemical doping allowing for overdoped samples far beyond what is possible at ambient pressure. In this work, multiple techniques are used to probe the onset of the Meissner effect at $$T_c$$ as a function of pressure in $$\mathrm{Pb_{0.4}Bi_{1.6}Sr_2Ca_2Cu_3O_{10+\delta}}$$ (Bi-2223) to 60 GPa in different compression environments. Samples compressed under quasihydrostatic conditions exhibit a distinctive non-monotonic pressure dependence of $$T_c$$ below 25 GPa, in agreement with previous reports. With further increase in pressure $$T_c$$ climbs continuously to 190 K at 60 GPa. Evidence for critical temperatures exceeding those reported to date for cuprates at ambient and high pressures, the results may be understood in terms of the proposed second superconducting regime at high hole doping.
La température de 190 K (-83 °C) est plus basse que la température naturelle la plus froide jamais enregistrée sur Terre (-89,2 °C à la station Vostok en Antarctique), mais elle nécessite tout de même un refroidissement.