Classement de Mapping Scientific Excellence
Le Département de physique premier par son impact au Québec, troisième au Canada
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| Photo : Archives |
24 septembre 2013
Mapping Scientific Excellence est une application Web qui permet de visualiser géographiquement les principaux centres de recherche dans le monde, en plus de comparer leur influence par rapport aux autres, dans une discipline donnée. Le classement est basé sur l’impact des publications d’un département ou d’une institution. L’attribution des rangs est établie selon la probabilité qu’un article scientifique figure parmi les 10 % les plus cités de son domaine. Si possible, une cote est donnée à chaque institution. Meilleure est la cote, meilleure est la position de l’université. Une cote de 0,15 et plus est considérée comme excellente. Le Département de physique de l’UdeS occupe une place de choix dans ce classement établi par des chercheurs européens.
L’UdeS
obtient la cote la plus élevée au Québec en physique, soit 0,191.
Suivent ensuite l’Université McGill (0,189) et l’Université de Montréal
(0,172). L’UdeS se classe troisième au Canada, derrière l’Institut
Perimeter pour la physique théorique de Waterloo en Ontario (0,293) et
l’Université de Victoria en Colombie-Britannique (0,218).
Les
chercheurs qui ont élaboré le Mapping Scientific Excellence ont
collecté, sur la banque de données Scopus, des données sur les articles
publiés dans chaque institution. Pour être considéré, le groupe de
recherche devait avoir publié au moins 500 articles, évaluations ou
conférences entre 2005 et 2009. Les citations qui servent à établir le
classement ont été prises en considération jusqu’à la fin de
l’année 2011.
«Le Département de physique a fait le choix
stratégique de concentrer ses efforts de recherche et ses embauches dans
des domaines porteurs de la physique, ce qui a permis, malgré sa taille
moyenne, d’atteindre une masse critique de chercheurs de grand calibre
dans ces domaines et de rayonner à l’échelle internationale», explique
le directeur du Département, David Sénéchal.
Le Département de
physique œuvre principalement dans la supraconductivité et l’information
quantique. Les découvertes des chercheurs de l’UdeS ont permis au
Département de se hisser au sommet des universités au pays en physique.
Informations complémentaires
- Site de l’application web Mapping Scientific Excellence
- Des physiciens découvrent une nouvelle transition dans un supraconducteur
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Recherche sur la supraconductivité
Des physiciens découvrent une nouvelle transition dans un supraconducteur
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| Louis Taillefer |
| Photo : Michel Caron |
27 août 2013
Ce matin-là, une équipe de recherche en physique de l’Université
de Sherbrooke travaillait sur un matériau supraconducteur qui présente
des propriétés intrigantes. Elle avait décidé de voir comment réagirait
le matériau sous l’application d’énormes pressions. La température
critique sous laquelle apparaît la supraconductivité diminuait en
augmentant la pression, comme prévu, mais au-delà d’une certaine
pression, la température critique s’est soudainement mise à monter.
L’équipe a tout de suite su, ce jour-là, qu’elle venait de faire une
découverte complètement inattendue.Un phénomène inédit
Louis Taillefer, professeur à la Faculté des sciences, est à la tête de cette équipe. «Il s’agit d’une observation sans précédent, dit-il. On pense qu’il s’agit d’une transition entre deux types de supraconductivité, au sein d’un même matériau.»Alors que la plupart des supraconducteurs, comme l’aluminium, le plomb ou les alliages de niobium qui servent à l’imagerie par résonance magnétique, adoptent un certain type de supraconductivité (disons type A), les oxydes supraconducteurs (qu’on appelle cuprates) sont d’un autre type (disons type B). Jusqu’ici, les recherches démontraient qu’un matériau ne présente qu’un seul type de supraconductivité : A ou B. Or, les travaux de l’équipe Taillefer sur un supraconducteur à base de fer (qu’on appelle pnictide) semblent révéler une première exception : «Nous pensons avoir découvert un matériau qui passe du type A au type B», souligne le chercheur.
Un supraconducteur est un métal qui transporte l’électricité parfaitement sans aucune résistance, ce qui offre des possibilités technologiques exceptionnelles. Une température très basse, proche du zéro absolu (-273,15 °C), s’avère toutefois nécessaire. Pour arriver à trouver des supraconducteurs qui fonctionnent à la température de la pièce, il faut comprendre le fonctionnement des électrons dans la matière.
On explore ainsi principalement deux grandes familles de supraconducteurs à l’UdeS : les cuprates et les pnictides, qui détiennent le record des plus hautes températures critiques et qui sont donc les plus prometteurs. Louis Taillefer et son équipe tentent de comprendre les similitudes et les différences entre ces deux familles afin de pousser la température critique encore plus haut.
Force remplie de promesses
Au niveau microscopique, la supraconductivité est la formation de paires d’électrons. Pour que les électrons forment une paire, une force doit les lier. Quelle est la nature de la force qui crée la supraconductivité dans les cuprates et les pnictides? Voilà la grande question. En arrivant à bien comprendre cette force, il deviendra possible d’améliorer la performance de ces matériaux.Pour y arriver, Louis Taillefer se joint à Andrew Millis, théoricien de l’Université Columbia qui travaille sur la théorie de ces matériaux. Leur collaboration se fait par l’entremise de l’Institut canadien de recherches avancées, dont ils sont tous deux membres depuis longtemps.
«Les travaux théoriques de Millis montrent bien que dans les pnictides il y a compétition entre les phases A et B», explique le chercheur du Département de physique. Le groupe de Taillefer en aurait fait la plus éclatante démonstration, ce qui lui a valu un article dans la revue Nature Physics en juin.
«Avant de publier, j’ai demandé à mon équipe de vérifier toute l’expérimentation de fond en comble», souligne le professeur. C’est ainsi que Fazel Fallah Tafti, stagiaire postdoctoral, Alexandre Juneau-Fecteau, étudiant à la maîtrise, et Marie-Ève Delage, stagiaire coopérative, ont repris toutes les mesures expérimentales dans les moindres détails, sur plusieurs échantillons, dans toutes sortes de conditions différentes.
Au bout de six mois, les résultats inhabituels se confirmaient. Et c’est à ce moment qu’une équipe américaine a affiché sur Internet une étude identique! «Mais par miracle, elle s'est arrêtée juste en-dessous de la pression nécessaire pour détecter la transition. Ouf!» s’exclame le chercheur sherbrookois.
Informations complémentaires
- Description des travaux de recherche (anglais) (286,22 ko)
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NATURE PHYSICS
- Letter
- Published:
Sudden reversal in the pressure dependence of Tc in the iron-based superconductor KFe2As2
Nature Physics 9, 349–352(2013)
Abstract
Proximity to an antiferromagnetic phase suggests that pairing in iron-based superconductors is mediated by spin fluctuations1,2,3,4, but orbital fluctuations have also been invoked5. The former typically favour a pairing state of extended s-wave symmetry with a gap that changes sign between electron and hole Fermi surfaces6,7,8,9 (s±), whereas the latter yield a standard s-wave state without sign change5 (s++). Here we show that applying pressure to KFe2As2 induces a sudden change in the critical temperature Tc, from an initial decrease with pressure to an increase above a critical pressure Pc. The smooth evolution of the resistivity and Hall coefficient through Pc rules out a change in the Fermi surface. We infer that there must be a change of pairing symmetry at Pc. Below Pc, there is compelling evidence for a d-wave state10,11,12,13,14. Above Pc, the high sensitivity to disorder rules out an s++state. Given the near degeneracy of d-wave and s± states found theoretically15,16,17,18,19, we propose an s± state above Pc. A change from d-wave to s-wave would probably proceed through an intermediate s+i d state that breaks time-reversal symmetry20,21,22.
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