neptun — Nouvelles approches du problème des supraconducteurs à haute température

L’origine de la supraconductivité à haute température dans les oxydes de cuivre reste un des problèmes majeurs de la physique de la matière condensée. Ces dernières années, les progrès dans le domaine ont permis d’établir que la phase pseudogap, considérée comme le nœud du problème, est le siège de plusieurs phases quantiques. Au sein de ces phases, certaines composantes du système électronique s’ordonnent, c'est-à-dire qu'elles rompent spontanément certaines symétries (de translation, de groupe ponctuel et de renversement par le temps). Le but de notre projet est de comprendre la relation entre ces "ordres électroniques" et le phénomène pseudogap. Cela inclut des questions fondamentales telles que la nature microscopique et l'origine des différents ordres électroniques, leur dépendance exacte en concentration de porteurs et les relations possibles entre eux mais aussi la question de savoir si un (ou plusieurs) de ces ordres est responsable du pseudogap ou la question de quelle symétrie(s) fondamentale(s) (s’il y en a une) est (sont) brisée(s) par l'état pseudogap de façon générale et universelle. Pour atteindre cet objectif, nous utiliserons des méthodes innovantes telles que la préparation d'échantillons par faisceaux d'ions focalisés, des champs magnétiques record ainsi que le contrôle par contrainte uniaxiale. Ces nouvelles méthodes complèteront notre stratégie générale qui consiste à supprimer la supraconductivité à l’aide de champs magnétiques intenses afin de révéler l'état «normal» sous-jacent aux plus basses températures, grâce à un arsenal de techniques complémentaires: transport, vitesse du son, RMN et spectroscopie Raman électronique. Notre projet vise à réunir des experts reconnus de ces techniques à Toulouse (LNCMI-CNRS), Grenoble (LNCMI-CNRS) et Paris (MPQ Paris-Diderot), afin d'effectuer des mesures coordonnées sur des monocristaux de la plus haute qualité dans divers familles de cuprates (Y, La, Bi ou Hg). Nous sommes convaincus que cet effort synergétique et novateur permettra de faire avancer le domaine de manière significative. Comprendre le mécanisme de la supraconductivité dans les oxydes de cuivre ne repousserait pas seulement les frontières des connaissances en physique de la matière condensée. Cela faciliterait également la découverte de nouveaux supraconducteurs avec des températures de transition plus élevées, ce qui élargirait inévitablement l’étendue des applications technologiques de la supraconductivité. En outre, les progrès réalisés en matière d'instrumentation de pointe et le savoir-faire acquis durant le projet profiteront à l'ensemble de la communauté des utilisateurs d’installations de champ intenses. La diffusion des connaissances est une partie essentielle de ce projet. Le projet fournira un environnement privilégié pour la formation de doctorants et de chercheurs postdoctoraux. Ils seront formés à des techniques expérimentales de pointe, ils seront impliqués dans tous les aspects de la recherche à un niveau compétitif sur le plan international, y compris l'utilisation d'installations de type « très grande infrastructure de recherche » (TGIR), et ils seront formés par des leaders dans leur domaine. Ces jeunes scientifiques seront également encouragés à participer activement à des conférences et des écoles d'été, qu’elles soient nationales ou internationales. Ils seront également associés aux activités de vulgarisation, organisées de façon régulière dans les différents laboratoires afin de susciter une nouvelle génération de vocations scientifiques. Le transfert des connaissances des institutions d'accueil vers ces jeunes chercheurs leur permettra de jouer un rôle décisif dans la communauté scientifique et dans les grandes installations.