La dynamique de la formation des paires de Cooper dans les supraconducteurs

 

Tamar Pereg-Barnea

Université McGill

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2014-2015

Dans ce projet, nous allons démonter la supraconductivité induite par la lumière, c'est-à-dire de rendre un métal normal supraconducteur par exposition à une pulsation de lumière dans les fréquences THz. Ceci nous permettra de mesurer directement le temps requis pour la formation de paires de Cooper, qui forment le mécanisme fondamental permettant la supraconductivité dans les métaux, à partir d'électrons qui sont assujettis à une force répulsive.

Ceci sera réalisé en utilisant le champ magnétique de la lumière THz (tout en supprimant l'interaction de son champ électrique) afin d'annuler un champ magnétique statique appliqué sur le métal pour le maintenir dans son état normal. Pendant un demi-cycle, le champ magnétique net sera inférieur au champ critique formant ainsi des conditions favorables à la supraconductivité. Nous observerons ce processus en utilisant des pulsations femtosecondes, en observant la réflectivité du métal, et en observant la transmission d'une deuxième pulsation THz, plus faible, dans une bande interdite.

Le travail expérimental sera complémenté par une étude théorique de ce supraconducteur hors d'équilibre. La théorie sous étude consistera d'un modèle phénoménologique dynamique de Ginzburg-Landau et d'un modèle microscopique Bogoliubov-de-Gennes. Le modèle phénoménologique sera résolu analytiquement dans une forme approximative et numériquement d'une manière plus précise, prenant compte de l'évolution dynamique de la pulsation THz. Le modèle microscopique fera inclusion d'interactions électroniques et d'une formation de paires dynamique.