Supraconducteur à haute températureUn supraconducteur à haute température (en anglais, high-temperature superconductor : high- ou HTSC) est un matériau présentant une température critique de supraconductivité relativement élevée par rapport aux supraconducteurs conventionnels, c'est-à-dire en général à des températures supérieures à soit . Ce terme désigne en général la famille des matériaux de type cuprate, dont la supraconductivité existe jusqu'à . Mais d'autres familles de supraconducteurs, comme les supraconducteurs à base de fer découverts en 2008, peuvent aussi être désignées par ce même terme.
SupraconductivitéLa supraconductivité, ou supraconduction, est un phénomène physique caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique — l'effet Meissner — à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. La supraconductivité découverte historiquement en premier, et que l'on nomme communément supraconductivité conventionnelle, se manifeste à des températures très basses, proches du zéro absolu (). La supraconductivité permet notamment de transporter de l'électricité sans perte d'énergie.
Topological orderIn physics, topological order is a kind of order in the zero-temperature phase of matter (also known as quantum matter). Macroscopically, topological order is defined and described by robust ground state degeneracy and quantized non-Abelian geometric phases of degenerate ground states. Microscopically, topological orders correspond to patterns of long-range quantum entanglement. States with different topological orders (or different patterns of long range entanglements) cannot change into each other without a phase transition.
Quantum spin liquidIn condensed matter physics, a quantum spin liquid is a phase of matter that can be formed by interacting quantum spins in certain magnetic materials. Quantum spin liquids (QSL) are generally characterized by their long-range quantum entanglement, fractionalized excitations, and absence of ordinary magnetic order. The quantum spin liquid state was first proposed by physicist Phil Anderson in 1973 as the ground state for a system of spins on a triangular lattice that interact antiferromagnetically with their nearest neighbors, i.
Resonating valence bond theoryIn condensed matter physics, the resonating valence bond theory (RVB) is a theoretical model that attempts to describe high-temperature superconductivity, and in particular the superconductivity in cuprate compounds. It was first proposed by an American physicist P. W. Anderson and Indian theoretical physicist Ganapathy Baskaran in 1987. The theory states that in copper oxide lattices, electrons from neighboring copper atoms interact to form a valence bond, which locks them in place.
Isolant topologiqueUn isolant topologique est un matériau ayant une structure de bande de type isolant mais qui possède des états de surface métalliques. Ces matériaux sont donc isolants "en volume" et conducteurs en surface. En 2007, cet état de matière a été réalisé pour la première fois en 2D dans un puits quantique de (Hg,Cd)Te . Le BiSb (antimoniure de bismuth) est le premier isolant topologique 3D à être réalisé. La spectroscopie de photoélectrons résolue en angle a été l'outil principal qui a servi à confirmer l'existence de l'état isolant topologique en 3D.
Technological applications of superconductivityTechnological applications of superconductivity include: the production of sensitive magnetometers based on SQUIDs (superconducting quantum interference devices) fast digital circuits (including those based on Josephson junctions and rapid single flux quantum technology), powerful superconducting electromagnets used in maglev trains, magnetic resonance imaging (MRI) and nuclear magnetic resonance (NMR) machines, magnetic confinement fusion reactors (e.g.
Topological quantum computerA topological quantum computer is a theoretical quantum computer proposed by Russian-American physicist Alexei Kitaev in 1997. It employs quasiparticles in two-dimensional systems, called anyons, whose world lines pass around one another to form braids in a three-dimensional spacetime (i.e., one temporal plus two spatial dimensions). These braids form the logic gates that make up the computer. The advantage of a quantum computer based on quantum braids over using trapped quantum particles is that the former is much more stable.
Frustration géométriqueExpliquer la stabilité d'un solide est une question centrale en physique de la matière condensée. Possibles dans le cas des molécules, les calculs quantiques les plus précis montrent souvent une grande diversité pour les configurations atomiques de faible énergie. Du fait de leur taille macroscopique, et donc du nombre astronomique d'atomes mis en jeu, la même étude pour les solides impose que de nombreuses approximations soient faites pour calculer leur énergie de cohésion.
Unconventional superconductorUnconventional superconductors are materials that display superconductivity which does not conform to conventional BCS theory or its extensions. The superconducting properties of CeCu2Si2, a type of heavy fermion material, were reported in 1979 by Frank Steglich. For a long time it was believed that CeCu2Si2 was a singlet d-wave superconductor, but since the mid 2010s, this notion has been strongly contested. In the early eighties, many more unconventional, heavy fermion superconductors were discovered, including UBe13, UPt3 and URu2Si2.
Théorie BCSLa théorie BCS est une théorie de la supraconductivité qui fut proposée en 1957 par John Bardeen, Leon Neil Cooper, et John Robert Schrieffer. Elle explique la supraconductivité par la formation de paires d'électrons (paires de Cooper) sous l'effet d'une interaction attractive entre électrons résultant de l'échange de phonons. Pour leur travail, ces auteurs obtinrent le prix Nobel de physique en 1972. Il est possible de comprendre l'origine de l'attraction entre les électrons grâce à un argument qualitatif simple.
Quantum vortexIn physics, a quantum vortex represents a quantized flux circulation of some physical quantity. In most cases, quantum vortices are a type of topological defect exhibited in superfluids and superconductors. The existence of quantum vortices was first predicted by Lars Onsager in 1949 in connection with superfluid helium. Onsager reasoned that quantisation of vorticity is a direct consequence of the existence of a superfluid order parameter as a spatially continuous wavefunction.
AntiferromagnétismeL'antiferromagnétisme est une propriété de certains milieux magnétiques prédite par Louis Néelen 1936. Contrairement aux matériaux ferromagnétiques, dans les matériaux antiferromagnétiques, l’interaction d’échange entre les atomes voisins favorise un alignement antiparallèle des moments magnétiques atomiques. Dans l'état fondamental, les moments magnétiques moyens sur les sous-réseaux distincts peuvent être non-nuls mais se compenser à l'échelle macroscopique. L'aimantation totale du matériau est alors nulle.
Esprit quantiqueL'esprit quantique ou encore la conscience quantique est une hypothèse qui suggère que des phénomènes quantiques, tels l'intrication et la superposition d'états, sont impliqués dans le fonctionnement du cerveau et en particulier, dans l'émergence de la conscience. Cette hypothèse part du principe, controversé, que la physique classique et son déterminisme ne peut expliquer la conscience. Ses fondements théoriques ont été posés dans les années 1960 en sciences mais depuis ses partisans ne sont pas encore parvenus à la démontrer et les hypothèses de l'esprit quantique restent en l'état des spéculations.
Défaut topologiqueEn cosmologie, un défaut topologique est une configuration souvent stable de matière que certaines théories prédisent avoir été formée lors des transitions de phase de l'univers primitif. Selon la nature des brisures de symétrie, on suppose la formation de nombreux solitons au travers du mécanisme de Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble. Les défauts topologiques les plus courants sont les monopôles magnétiques, les cordes cosmiques, les murs de domaine, les skyrmions et les textures.
Espace topologiqueLa topologie générale est une branche des mathématiques qui fournit un vocabulaire et un cadre général pour traiter des notions de limite, de continuité, et de voisinage. Les espaces topologiques forment le socle conceptuel permettant de définir ces notions. Elles sont suffisamment générales pour s'appliquer à un grand nombre de situations différentes : ensembles finis, ensembles discrets, espaces de la géométrie euclidienne, espaces numériques à n dimensions, espaces fonctionnels plus complexes, mais aussi en géométrie algébrique.
Groupe topologiqueEn mathématiques, un groupe topologique est un groupe muni d'une topologie compatible avec la structure de groupe, c'est-à-dire telle que la loi de composition interne du groupe et le passage à l'inverse sont deux applications continues. L'étude des groupes topologiques mêle donc des raisonnements d'algèbre et de topologie. La structure de groupe topologique est une notion essentielle en topologie algébrique. Les deux axiomes de la définition peuvent être remplacés par un seul : Un morphisme de groupes topologiques est un morphisme de groupes continu.
Topologie de l'ordreEn mathématiques, la topologie de l'ordre est une topologie naturelle définie sur tout ensemble ordonné (E, ≤), et qui dépend de la relation d'ordre ≤. Lorsque l'on définit la topologie usuelle de la droite numérique R, deux approches équivalentes sont possibles. On peut se fonder sur la relation d'ordre dans R, ou sur la valeur absolue de la distance entre deux nombres. Les égalités ci-dessous permettent de passer de l'une à l'autre : La valeur absolue se généralise en la notion de distance, qui induit le concept de topologie d'un espace métrique.
MésomérieEn chimie, la mésomérie désigne une délocalisation d'électrons dans les molécules conjuguées, que l'on représente par une combinaison virtuelle de structures aux électrons localisés appelées mésomères ou formes de résonance. Faute de moyens graphiques plus simples pour les décrire correctement, la mésomérie est donc une représentation simplifiée des systèmes moléculaires, qui sont plus précisément décrits par des approches de chimie quantique. Le terme « mésomérie » est dû à Ingold.
Réduction objective orchestréeLa réduction objective orchestrée ( Orch OR ) est une théorie qui postule que la conscience prend naissance au niveau quantique à l'intérieur des neurones, plutôt que la vision conventionnelle pour laquelle elle est le produit de connexions entre les neurones. Le mécanisme est considéré comme un processus quantique appelé réduction objective qui est orchestré par des structures cellulaires appelées microtubules. Il est proposé que la théorie puisse répondre au problème difficile de la conscience et fournir un mécanisme pour le libre arbitre.
