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Cooper-pair spectroscopy: A new window into the world of superconductivity

Description du projet

Attraper les paires insaisissables à l’origine de la supraconductivité

Les supraconducteurs peuvent conduire l’électricité sans résistance. Ce phénomène pourrait transformer les réseaux énergétiques, les transports et l’informatique. Cependant, même après des décennies d’études, les scientifiques ne comprennent pas encore parfaitement comment les électrons s’apparient pour que cela se produise, en particulier dans les supraconducteurs topologiques et à haute température. La clé réside dans l’observation directe de ces paires d’électrons fugaces. Le projet COPS, financé par le CER, est sur le point de combler ce manque de connaissances. En développant la spectroscopie des paires de Cooper, une technique qui éjecte les deux électrons d’une paire avec un seul photon, les chercheurs visent à capturer les éléments fondamentaux de la supraconductivité en action. Cette avancée pourrait enfin révéler comment ces paires se forment, survivent et alimentent le monde étrange et sans résistance de ces matériaux.

Objectif

High temperature superconductivity and other unconventional types of superconductivity, such as topological superconductivity, are central topics in contemporary physics. At the heart of superconductivity lie the pairs of electrons, Cooper pairs, that are formed and condense into a superfluid state below a critical temperature Tc. An outstanding problem is the mechanism that underlies the electron-pairing in unconventional superconductors. Here this problem is addressed by developing a new experimental technique, based on the simultaneous photoemission of both electrons in a Cooper pair by a single photon. Cooper-pair spectroscopy was theorized 20 years ago but has so far never been achieved experimentally. Through numerical simulations it is shown, in this proposal, that using the latest advances in light source technology and electron detection techniques together with software filtering based on the unique properties of Cooper pairs, Cooper-pair spectroscopy can become a reality. Cooper-pair spectroscopy would allow for the direct detection of the building blocks of superconductivity and would thus unequivocally demonstrate the presence of such pairs even in the absence of phase coherence, which is necessary for hall mark effects such as zero resistance or the Meissner effect. Cooper-pair spectroscopy will thus be able to confirm or rule out the existence of preformed pairs above Tc in high-temperature superconductors or in the so called pseudogap phase. Cooper-pair spectroscopy will also permit the measurement of the momentum of Cooper pairs thus allowing for the test of various theories for the superconducting and pseudogap phases of unconventional superconductors. Furthermore, Cooper-pair spectroscopy will allow for the characterization of topological superconductivity as well as the phase transition between topological and non-topological superconducting states. In short, Cooper-pair spectroscopy will open a new window into the world of superconductivity.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

KUNGLIGA TEKNISKA HOEGSKOLAN
Contribution nette de l'UE
€ 2 974 000,00
Adresse
BRINELLVAGEN 8
100 44 Stockholm
Suède
Région
Östra Sverige Stockholm Stockholms län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)