Supraconduction. Du conducteur parfait à l'univers quantique

Résumé du document

Fin 1986, Georg Berdnoz et Alexander Müller, de la société IBM à Zurich, ont fait sensation en annonçant qu'un oxyde de cuivre, de baryum et de Lanthane devient supraconducteur au-dessous de la température critique de 35 kelvins. Quoique très basse, cette température est supérieure de plus de dix degrés aux températures critiques les plus élevées des supraconducteurs classiques, métaux ou alliages. Rapidement, des équipes se sont passionnées pour le phénomène ; leurs explorations les ont conduites à des matériaux nouveaux dont les températures critiques sont supérieures à 90 kelvins ; des rumeurs de supraconduction à 130 ou à 240 kelvins se sont même répandues. Cette animation est compréhensible : la découverte d'un matériau qui serait supraconducteur à la température ambiante (autour de 300 kelvins) bouleverserait l'électricité et l'électronique.
Dès le mois de mars 1987, des physiciens présentent donc leurs résultats théoriques et expérimentaux sur les nouveaux supraconducteurs. Les utilisations potentielles de ces matériaux ne sont pas leur seule motivation. Certains d'entre eux craignent aussi que ces oxydes de cuivre, nommés cuprates, ne livrent leurs secrets à d'autres collègues.

Extraits

[...] λL est de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres. Supraconducteur. Lignes de champs magnétiques. A température T>Tc. Apparition de super courants d'écrantage. [...]

[...] Introduction Comment un supraconducteur classique conduit-il parfaitement le courant électrique ? L'état supraconducteur parfait La théorie BCS Les paramètres critiques Les supraconducteurs de type II : et voilà que tout se complique Comment YBaCuO conduit-il parfaitement le courant électrique ? Fabrication Structure Les expérimentations sur YBaCuO Les diverses théories à l'essai Quelles sont les applications de l'absence de résistance électrique ? Les accélérateurs de protons Un train à lévitation supraconductrice : le maglev L'IRM Conclusion Bibliographie Introduction Le 18 mars 1987, dès 13 heures 30, la salle de réception de l'hôtel Hilton de New York est comble. [...]

[...] Comment un supraconducteur classique conduit-il parfaitement le courant électrique ? L'état supraconducteur parfait Un matériau supraconducteur se trouve dans l'état supraconducteur quand sa résistance devient nulle. Rappelons que la propagation du courant est assurée par des porteurs de charge, les électrons de conduction, qui se déplacent dans les mailles du réseau cristallin. Ces derniers se déplacent dans toutes les directions qui leurs sont offertes par le réseau et sont donc confrontés aux imperfections du réseau qui les dévient de leur trajectoire et annulent instantanément leur énergie cinétique, ce qui se traduit par un dégagement d'énergie. [...]

[...] Dès le mois de mars 1987, des physiciens présentent donc leurs résultats théoriques et expérimentaux sur les nouveaux supraconducteurs. Les utilisations potentielles de ces matériaux ne sont pas leur seule motivation. Certains d'entre eux craignent aussi que ces oxydes de cuivre, nommés cuprates, ne livrent leurs secrets à d'autres collègues ; le prix Nobel de physique a déjà été attribué cinq fois dont cette année encore (un record pour un seul sujet) pour des travaux sur la supraconduction. Celui qui élaborera la théorie de la supraconduction à haute température sera certainement honoré de cette distinction. [...]