Le graphène peut supporter plusieurs états de supraconductivité, selon une nouvelle étude

Une découverte révolutionnaire a émergé de la recherche menée au Massachusetts Institute of Technology (MIT), révélant que le graphène - une seule couche d'atomes de carbone - peut supporter plusieurs états distincts de supraconductivité. Publiée dans la prestigieuse revue Nature, l'étude défie la compréhension conventionnelle de la supraconductivité, un phénomène où l'électricité circule sans résistance.

Cependant, l'équipe du MIT a découvert que certaines configurations de graphène, en particulier le graphène à cinq couches rhomboédriques, peuvent maintenir et même améliorer la supraconductivité en présence de champs magnétiques.

La recherche s'est concentrée sur le graphène rhomboédrique, une structure naturelle dans le graphite composée de quatre ou cinq couches de graphène empilées dans un arrangement spécifique. Contrairement aux supraconducteurs traditionnels, qui présentent généralement une seule forme de supraconductivité, ce matériau héberge plusieurs états supraconducteurs.

Long Ju, un physicien du MIT et l'un des principaux chercheurs, a souligné l'importance de la découverte. "Les gens pourraient supposer qu'il s'agit d'un matériau carbone simple et ennuyeux", a-t-il déclaré. "Mais nous pouvons contrôler ce matériau en réglant certains" boutons "expérimentaux, tels que les tensions électriques. C'est ainsi qu'un matériau physique simple peut présenter de nombreuses propriétés supraconductrices différentes.

Les résultats de l'étude suggèrent que le graphène rhomboédrique pourrait servir de plate-forme pour étudier la supraconductivité non conventionnelle. Bien que les mécanismes exacts de la persistance et de l'amélioration de la supraconductivité dans les champs magnétiques restent incertains, les chercheurs ont fourni des données expérimentales substantielles pour guider les futures investigations. La compréhension de ces phénomènes pourrait offrir un aperçu des principes plus larges régissant la supraconductivité et conduire potentiellement au développement de nouveaux matériaux aux propriétés améliorées.

La recherche a été menée par une équipe multidisciplinaire comprenant des scientifiques du MIT et des collaborateurs d'institutions telles que l'Université de Bâle en Suisse, l'Université d'État de Floride, l'Université de Floride et l'Institut national des sciences des matériaux au Japon.

Le graphène rhomboédrique fait partie d'une classe croissante de matériaux bidimensionnels qui présentent des comportements électroniques et magnétiques extraordinaires. Lorsque les couches de graphène sont empilées et tordues à des angles spécifiques, elles peuvent donner lieu à des phénomènes quantiques inhabituels.

Les implications de cette découverte vont au-delà de la curiosité académique. Si les mécanismes sous-jacents à la stabilité de la supraconductivité dans les champs magnétiques peuvent être pleinement compris, cela pourrait ouvrir la voie au développement de matériaux capables de fonctionner efficacement dans des environnements à champ magnétique élevé, tels que ceux trouvés dans les accélérateurs de particules ou les appareils d'imagerie médicale.

Alors que la communauté scientifique continue d'explorer les propriétés du graphène rhomboédrique, d'autres expériences se concentreront probablement sur l'élucidation de la physique fondamentale derrière son comportement unique.