European Commission logo
français français
CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
CORDIS

High temperature superconductivity and the Catch-22 conundrum

Description du projet

Expliquer le mystère des cuprates supraconducteurs à haute température

La découverte de la supraconductivité à haute température dans les cuprates est à l’origine d’une vague spectaculaire d’études scientifiques créatives et innovantes. Les cuprates supraconducteurs à haute température sont les aimants les plus puissants que l’on connaisse aujourd’hui. Depuis leur découverte au XXe siècle, ils ont été utilisés dans des applications de grande envergure comme le Grand collisionneur de hadrons. Toutefois, les mécanismes qui les animent constituent encore l’un des plus grands mystères de la physique. Le projet CATCH-22, financé par l’UE, apportera un nouvel éclairage sur ces derniers en explorant la phase des «métaux étranges» afin de comprendre les mécanismes d’appariement des électrons dans certains supraconducteurs, qui entraînent un appariement incohérent. Les résultats obtenus fourniront un modèle phénoménologique cohérent pour comprendre la supraconductivité des cuprates.

Objectif

CATCH-22 sets out to resolve the mystery of the cuprate high temperature superconductors. Hailed as one of the major discoveries of the 20th Century, its central mysteries – the pairing mechanism, the origin of the ‘pseudogap’ and the nature of the ‘strange metal’ phase, have remained elusive for over 30 years. Typically, what scatters electrons also binds them into pairs, and in the cuprates, the strong pairing interaction manifests itself in the strange metal phase as intense scattering, so strong in fact that it drives the electronic states required for pairing incoherent. In other words, what first promotes high temperature superconductivity ultimately destroys it! This logical paradox is the Catch-22 conundrum.

CATCH-22, the program, comprises three parts. Part 1 will explore the fate of electronic states within the strange metal phase by studying how the metallic response diminishes across universal bounds, both as a function of temperature and interaction strength, through momentum-averaged electrical conductivity and thermal diffusivity studies and momentum-resolved photoemission spectroscopy. Part 2 will seek to access the ground state of optimally doped cuprates for the first time, by applying intense current and laser pulses to ultra-thin samples in a high magnetic field. The latter, if successful, will open up a new frontier in which intense THz light and intense magnetic fields combine to access the terra incognita of hidden phases. Finally, Part 3 will explore the origins of the strange metal at the edge of the superconducting dome and search for manifestations of incoherence in other strange metals in an attempt to unify the governing principles. Given that the central mysteries are intertwined – the strange metal is a precursor to the pseudogap which in turn leads to superconductivity - CATCH-22 will aim to bring significant new insight into all three and pave the way, finally, for a coherent phenomenological model for cuprate superconductivity.

Régime de financement

ERC-ADG - Advanced Grant

Institution d’accueil

UNIVERSITY OF BRISTOL
Contribution nette de l'UE
€ 1 631 955,00
Adresse
BEACON HOUSE QUEENS ROAD
BS8 1QU Bristol
Royaume-Uni

Voir sur la carte

Région
South West (England) Gloucestershire, Wiltshire and Bristol/Bath area Bristol, City of
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 631 955,00

Bénéficiaires (2)