Une équipe de chercheurs a récemment constaté qu’un courant supraconducteur pouvait circuler dans une seule direction à travers un nanotube chiral. Cela marque la première observation des effets de la chiralité sur la supraconductivité.
Jusqu’à présent, la supraconductivité était démontrée dans des matériaux non chiraux à travers lesquels le courant circule dans les deux sens. Mais selon une équipe de chercheurs de l’Université de Tokyo (Japon) qui a publié ses conclusions dans la revue Nature Communication, la supraconductivité pourrait également être « gauchère » ou « droitière »
La chiralité est souvent observée dans la nature. Les matériaux chiraux sont ceux qui ont des versions miroirs d’eux-mêmes qui ne sont pas identiques, un peu comme votre main gauche et votre main droite. Mais jusqu’à présent, chiralité et supraconductivité (la capacité d’un matériau à transmettre l’électricité avec une résistance nulle) n’ont jamais été observées dans le même matériau. C’est désormais chose faite. Du moins, expérimentalement.
Ainsi la supraconductivité avait pour le moment été démontrée dans des matériaux dits « achiraux » refroidis à des températures très froides (environ -267 °C). Cela signifiait que le courant s’écouler sans résistance dans les deux sens. Mais un grand nombre de matériaux sont chiraux et avec des effets importants, de sorte que les scientifiques ont longtemps voulu savoir si l’un d’entre eux pourrait aussi être supraconducteur.
Des expériences précédentes ont démontré avec succès que la supraconductivité pouvait se produire dans des groupes de nanotubes et non pas dans des nanotubes individuels ce qui devait normalement déterminer une chiralité. Isawa et son équipe assurent pourtant avoir réussi à le faire pour la toute première fois. Et pour ce faire, ils ont utilisé un matériau supraconducteur à deux dimensions : le disulfure de tungstène.
En refroidissant un nanotube de disulfure de tungstène à -267 °C, les chercheurs ont en effet constaté que le matériau disposait de propriétés supraconductrices. En appliquant un champ magnétique parallèle au nanotube, ils ont observé de petits signaux antisymétriques ne voyageant que dans une seule direction, le transport électrique asymétrique n’étant visiblement réalisé que lorsqu’un champ magnétique est appliqué parallèlement à l’axe du tube.
L’équipe n’est à ce jour pas en mesure de comprendre totalement ce qui cause ces signaux asymétriques, mais leur prochain objectif sera de les explorer plus en détail cette relation entre la supraconductivité et la chiralité. Nous entrons maintenant dans une nouvelle phase de la supraconductivité. Les prochaines étapes seront d’obtenir les mêmes effets de manière stable et à température ambiante. Imagerie médicale, stockage et transport d’énergie voire lévitation… les applications de la supraconductivité sont nombreuses.
