A des températures proches du zéro absolu, certains matériaux laissent passer le courant électrique sans résistance et expulsent tout champ magnétique : c’est la supraconductivité.
Au niveau macroscopique, cette propriété correspond à un état électronique où les
électrons sont appariés. Ces paires d’électrons peuvent franchir une mince barrière isolante interrompant un fil supraconducteur. C’est l’effet Josephson, du nom du physicien qui a prédit le phénomène en 1962.
L’empilement de matériaux supraconducteur-isolant-supraconducteur constitue une « jonction Josephson », élément de base de l’électronique supraconductrice, qui permet de réaliser des
capteurs magnétiques ultra-sensibles pour la médecine (magnétocardiographie ou encéphalographie, RMN) ou l’astronomie.
L’effet Josephson se produit aussi si on remplace la barrière isolante par des métaux non
supraconducteurs, des métaux ferromagnétiques, ou des nanotubes de carbone. Une expérience réalisée au Service de physique de l’état condensé (CEA/CNRS) a donné des résultats sur une jonction élémentaire, un contact à un seul atome obtenue en étirant sous vide cryogénique, un petit fil d’aluminium.
Le contact à un seul atome est inclus dans une boucle, en aluminium également, supraconductrice lors de l’expérience réalisée à 30 millidegrés Kelvin. Ces travaux mettent en lumière une « face
cachée » de l’effet Josephson, qui pourrait être utilisée comme nouvelle ressource pour l’électronique supraconductrice.
