Les supraconducteurs s de suprises en surprises titute, Japan hnical Research Inst Railway Tech Julien Bobroff Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud 11 & CNRS Bobroff 2011 Supra2011
qu arrive-t-il à la matière quand on la refroidit? Bobroff 2011 Supra2011
Musee Boerhaeven Leyden Bobroff 2011 Supra2011 Kammerlingh Onnes
Bobroff 2011 Supra2011 Musee Boerhaeven Leyden
Leyden, le 8 avril 1911 Musee Boerhaeven Leyden Bobroff 2011 Supra2011
Musee Boerhaeven Leyden Bobroff 2011 Supra2011 mercure presqu à zéro
Musee Boerhaeven Leyden résistance Bobroff 2011 Supra2011 température
Un courant perpétuel p
L effet Meissner AIP Bobroff 2011 Supra2011
Bobroff 2011 Supra2011 manip en direct
Bobroff 2011 Supra2011 l explicationl
AIP John Bardeen Léon Cooper Robert Schrieffer AP PS Bobroff 2011 Supra2011
Les fermions Les bosons énergie ature tempéra
Comment faire un boson avec des électrons? L'idée de Cooper à basse température et à haute température
Bobroff 2011 Supra2011 Le «condensat» quantique
Bobroff 2011 Supra2011 Le «condensat» quantique
Effet Meissner
Ce qui est remarquable Une fonction d onde quantique sur de grandes distances et l émergence Bobroff 2011 Supra2011
Mais la supraconductivité ne devrait pas apparaître au dessus de -240 C Bobroff 2011 Supra2011
Avril 1986 Le choc AIP Bobroff 2011 Supra2011
Bobroff 2011 Supra2011
Le Woodstock de la physique Bobroff 2011 Supra2011 9 mars 1987, Hilton Hotel, New York
Et les années suivantes... 160 140 HgSrCaCuO T C 120 100 80 TlPbBaCaCuO BiPbSrCaCuO YBaCuO AIP 60 40 20 Hg Pb 3Sn Nb NbN Nb LaSrCuO 0 1911 1930 1950 1970 1986 année Bobroff 2011 Supra2011
D où vient la difficulté?
Le diagramme de phase Temperature 400 300 métal étrange 200 100 Isolant antiferro magnétique Pseudogap Supraconductivité métal normal 0 nombre de trous ajoutés par cuivre
Développements théoriques Nouveaux mécanismes pour la supraconductivité et nouveaux états quantiques fluctuations de spin, RVB, cordes, points critiques, paires préformées, condensation de Bose, emboitements, bipolarons Nouveaux états magnétiques Liquides de spin, chaînes, échelles, systèmes frustrés Antiferro magnétisme Supraconductivité Nouveaux états métalliques pseudogap, Liquide de Fermi Marginal, Courants orbitaux, régimes critiques quantiques,
Développements expérimentaux La photoémission résolue en angle hv θ e - φ Crystal
Développements expérimentaux La photoémission pour mesurer les «surfaces de Fermi» Kordyuk et al. 2008 Terashima et al. 2008
Développements expérimentaux La microscopie-spectroscopie par effet tunnel McElroy et al. Science 2005 La supraconductivité varie à l échelle du nanomètre La supraconductivité varie à l échelle du nanomètre à cause de défauts atomiques
Développements récents
Scientific American
cuprates pnictures
cuprates Cu O pnictures As Fe
Diagramme de Phase Temperature 400 cuprates 300 200 100 0 Antiferro magnétisme Supraconductivité 0.05 0.25 nombre d électrons ajoutés par cuivre pnictures 100 50 Antiferro magnétisme Ba(Fe 1-x Co x ) 2 As 2 0 Supraconductivité i 0.05 0.15 nombre d électrons ajoutés par Fer
Les pnictures Yuan et al., Nature 2009
Propriétés supraconductrices Symétrie du «gap» Supras classiques Cuprates Pnictures - - k y + k y + + - k y - + - - - - k x k x k x
Propriétés métalliques Singh et al., PRL 08 5 électrons différents par atome de Fer moins bidimensionnel, plus métallique corrélations intermédiaires plusieurs emboîtements possibles
Un exemple de comportement original des pnictures Aima antation 400 200 0 0 0 10 20 30 40 Temperature (K) suscept tibilité -1 0 10 20 30 40 Temperature (K)
Un comportement universel? Cuprates Pnictures AF AF SUPRA SUPRA 0.05 0.25 dopage des plans 0.05 0.15 dopage des plans Supras Organiques Fermions lourds Cobaltites pression x dans CeRh 1-x Ir x In 5 X dans Na x CoO 2 Foo 2003 Lefebvre 2000 Pagliuso 2001
Ce qui est original dans les nouveaux supraconducteurs L état t supraconducteur : haute température, petites paires, symétrie... L origine de la supra L état métallique corrélé Bobroff La proximité d une phase magnétique Bobroff 2011 Supra2011
Peut-on rendre un liquide supra? Bobroff 2011 Supra2011
L'hélium liquide : candidat idéal on refroidit de l hélium dans un «mug» BBC on le refroidit dans une coupelle BBC Bobroff 2011 Supra2011
Peut-on rendre un gaz supra? Ketterle MIT Bobroff 2011 Supra2011
Bobroff 2011 Supra2011 Les condensats dans des gaz
Les condensats dans des gaz bia of British Columb University o Ketterle, Cornell, Wieman, Nobel 2001 hysics 2000 Colorado Ph Distribution des vitesses dans le gaz Bobroff 2011 Supra2011
Bobroff 2011 Supra2011 Trois formes de condensats quantiques
Les recherches en supraconductivité Physique fondamentale Chimie nouveaux matériaux nouveaux supras, électrons corrélés, condensats, suprafluides,... Nanophysique supra au nano dispositifs ordinateurs quantiques oxytronique Applications éléctrique, énergies, médical, accélérateurs, transport,... Bobroff 2011 Supra2011
Bobroff 2011 Supra2011 Applications
Nexans Bobroff 2011 Supra2011
Le projet SupraDesign
www.supradesign.fr www.supraconductivite.fr Bobroff 2011 Supra2011