Supraconductivité et ordres exotiques : à la recherche du Boson de Higgs

Superconductivity and exotic orders : the quest for the Higgs boson

• Auteur / Autrice : Romain Grasset
• Direction : Alain Sacuto, Marie-Aude Méasson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Matière condensée
• Date : Soutenance le 22/09/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Matériaux et phénomènes quantiques (Paris ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Luca Perfetti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Sacuto, Marie-Aude Méasson, Hermann Suderow Rodriguez, Nedjma Bendiab, Lara Benfatto, Giuliano Orso
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luca Perfetti, Hermann Suderow Rodriguez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Supraconductivité

Hautes pressions

Spectroscopie Raman

Bosons de Higgs

Ondes de densité de charge

Supraconductivité

Mots clés libres

Supraconductivité

Ondes de densité de charge

Mode de Higgs

Spectroscopie Raman

Hautes pressions

Superconductivity

Charge density waves

Higgs mode

Raman spectroscopy

High pressures

Résumé

En 1980, une excitation électronique inédite des électrons supraconducteurs a été mise en évidence par spectroscopie Raman dans le composé 2H-NbSe2. Cette excitation semble pouvoir être associée à un mode collectif d’amplitude du paramètre d’ordre supraconducteur.Ce mode, analogue au boson de Higgs dans le modèle standard, est normalement non couplé à la lumière mais serait observable dans le cas de 2H-NbSe2 via un couplage de la supraconductivité avec une autre phase exotique appelée onde de densité de charge.Cette thèse a consisté à utiliser la spectroscopie Raman sous haute pression pour mettre cette théorie à l’épreuve de deux façons. D’une part, en détruisant l’onde de densité de charge dans 2H-NbSe2 sous haute pression et voir si celle-ci est réellement nécessaire à l’observation du mode Higgs. D’autre part, en cherchant de nouveaux exemples d’observation du mode de Higgs dans d’autres composés (2H-TaS2, 2H-TaSe2,...) où la supraconductivité coexiste avec une onde de densité de charge

In 1980, a unique electronic excitation of the superconducting electrons was observed in 2H-NbSe2 by Raman spectroscopy. This excitation can be associated to a collective mode of the amplitude of the superconducting order parameter. This mode, analogous to the Higgs boson in the standard model, is not coupled to light but would be visible in 2H-NbSe2through a coupling to another exotic phase called charge density wave.This thesis consisted in using Raman spectroscopy under high pressures to tackle thistheory in two different ways. Firstly, by inducing a collapse of the charge density wave athigh pressure and see if the coupling to this phase really is a requisite to the visibility of the Higgs mode. Secondly, by searching for new exemples of Higgs modes in other compounds (2H-TaS2, 2H-TaSe2,...) where superconductivity coexists with a charge density wave