Un supraconducteur est comme un conducteur parfait : le courant y circule sans perte. Mais pour cela, il faut le refroidir fortement. Les physiciens cherchent depuis longtemps des matériaux qui deviennent supraconducteurs à des températures plus élevées. Une des voies consiste à ne pas attendre que la nature nous fasse des cadeaux, mais à assembler le matériau nous-mêmes, couche par couche, comme un jeu de construction.
Un groupe de chercheurs a testé une théorie qui prédisait l'apparition d'un « dôme » supraconducteur dans des structures artificielles en couches. Ils ont fait croître un matériau dans lequel de fines couches d'oxyde de cuivre supraconducteur alternaient avec des intercalaires de métal ordinaire. L'épaisseur des couches supraconductrices (L) et la période de la structure entière (d) ont été ajustées avec une précision de joaillier. Il s'est avéré que la supraconductivité dépend du rapport L/d, une sorte de bouton de réglage. Lorsque L/d est petit, la supraconductivité est à peine perceptible. Avec l'augmentation de L/d, elle s'intensifie, atteint un pic, puis redescend. Cette montée et cette descente progressives forment le fameux « dôme ».
Les mesures ont été effectuées dans de puissants champs magnétiques pulsés allant jusqu'à 72 teslas, soit près d'un million et demi de fois plus fort que le champ magnétique terrestre. De tels champs détruisent la supraconductivité, et les scientifiques ont observé à quel champ la résistance réapparaissait. Ils ont ainsi pu établir une carte des propriétés supraconductrices pour différentes « recettes » de matériau en couches. Il s'est avéré qu'en modifiant un seul paramètre géométrique — le rapport de l'épaisseur de la couche à la période du réseau — on peut passer progressivement d'un régime où les électrons forment des paires comme dans un supraconducteur classique à un régime où ces paires se comportent de manière très différente, ressemblant à de minuscules atomes.
Le champ magnétique de 72 teslas utilisé dans l'expérience pourrait soulever une petite voiture dans les airs — si l'on pouvait le créer dans un grand volume.