Révéler les Anapoles par diffusion de neutrons: une route pour comprendre le mécanisme de la supraconductivité à haute température critique. – NirvAna

Le projet NirvAna vise à réaliser la mise en évidence des anapoles (qu’on appelle aussi dipoles toroidaux) dans la physique de la matière condensée et plus particulièrement dans les supraconducteurs à haute température critique à base d’oxydes de cuivre. Un état de boucles de courants spontanés, qui est un exemple de phase d’anapoles, est proposé comme moteur de la physique de ces matériaux. En étudiant ces composés par diffraction de neutrons polarisés, nous avons précédemment découvert un nouvel état magnétique dans la partie la plus mystérieuse de son diagramme de phase, la phase dite de « pseudogap ». Il est largement admis dans la communauté que la compréhension de ce « pseudogap » est la clé de l’origine de la supraconductivité à haute température critique.
Nous nous proposons maintenant d’établir la correspondance entre l’ordre magnétique observé et la prédiction théorique des moments magnétiques orbitaux générés par les boucles de courants microscopiques décrites plus haut. Pour ce faire, nous construirons un montage de précision pour réaliser des expériences de diffraction de neutron polarisés dans le but de déterminer le facteur de structure magnétique de ce nouvel état. En effectuant ces mesures dans plusieurs composés supraconducteurs d’oxyde de cuivre, il sera ainsi possible d’identifier les anapoles.
Le projet abordera aussi la question fondamentale du mécanisme de la supraconductivité à haute température critique, un problème qui reste entier à ce jour. En effet, il a été prédit que la supraconductivité devrait apparaître à partir d’un tel nouvel état dans lequel les fluctuations de basse énergie serviraient de colle pour former les paires de Cooper supraconductrices. Nous allons développer des mesures de diffusion de neutrons polarisés de grande sensitivité afin de révéler la présence de fluctuations critiques quantiques qui seraient responsables de la supraconductivité à haute température critique dans cette approche.
Le projet NirvAna révèlera les anapoles dans la physique de la matière condensée ainsi qu’un nouveau mécanisme de la supraconductivité à haute température critique. Une implication finale de ce projet sera de rechercher d’autres composés à fortes corrélations électroniques où le même type d’ordre anapolaire pourrait avoir lieu.