w 22 1950 En Russie, V. Ginzburg etL. Landau améliorent la théorie de London en l’appliquant au passage de l’état conducteur ordinaire à l’état supraconducteur. 1956 J. Bardeen,L. N. Cooper et J. R. Schrieffer, trois physiciens américains, décrivent le mécanisme responsable de la supraconductivité : l’appariement des électrons. C’est la théorie BCS. Ils reçoivent le prix Nobel de physique en 1972. 1960 Le Norvégien I. Giaever montre que des électrons peuvent franchir une barrière d’oxyde entre deux supraconducteurs. Cet effet dit tunnel va donner naissance à toute l’électronique supraconductrice. 1986 Les physiciens J. G. Bednorz et K. A. Müller découvrent de nouveaux supraconducteurs à base d’oxydes de cuivre, les cuprates, dont la température de transition est jusqu’à cinq fois plus élevée que le record observé dans un métal. Le paysage de la supraconductivité en est totalement bouleversé. 2008 L’équipe du Pr H. Hosono, de l’Institut de technologie de Tokyo, découvre les pnictures, des composés à base de fer. Ils peuvent devenir supraconducteurs à des températures plus élevées que celles observées dans les métaux, mais ils ont des propriétés différentes de celles des cuprates. Visionnez le film 100% conducteurs : les supraconducteurs d’Alain Monclin sur le journal feuilletable en ligne > www2.cnrs.fr/journal © Dep. Of Physics,uNiv. odiLLinois at Urbana-Champaign, courtesYaiP E.sEGre VisuaLarchives | L’enquête cnrs I LE JOurnal la supraconductivité, Comment ça marche ? Un phénomène magnétique… Un aimant (ici en gris métallisé) génère autour de lui un champ magnétique qui traverse tout matériau non magnétique comme la pastille noire. Quand la pastille noire devient supraconductrice à basse température, celle-ci expulse le champ magnétique. Cela crée alors une force sur l’aimant et le fait léviter : c’est ce qu’on appelle l’effet Meissner. A Électron électron B C placé au-dessus d’un supraconducteur pour tout bonnement… léviter. À la clé, ce sont les domaines de l’énergie, des transports, des télécommunications, de la sécurité, des technologies pour la santé, mais aussi les recherches en physique, en astronomie, en neurologie, en géologie et en archéologie qui peuvent bénéficier des supraconducteurs. Sans oublier tous les apports fondamentaux qui ont totalement renouvelé la physique de la matière condensée. « Depuis les années 1980, le nombre d’articles dans lesquels le mot supraconducteur est cité n’a fait qu’augmenter », indique Julien Bobroff, du Laboratoire de physique des solides 3, à Orsay. Cela étant, « aucune des théories de la supraconductivité ne permet de prédire, a priori, si un composé sera supraconducteur, commente Georges Waysand. D’où, en parallèle des efforts théoriques, une recherche souvent empirique, éventuellement intuitive et parfois involontaire, qui a mené à la découverte de nouveaux supraconducteurs. » ce n’est qu’un début Ceux-ci, qui répondent aux noms insolites de cuprates ou de pnictures, ont la particularité d’exprimer leur supraconductivité à des températures plus élevées que celle des métaux. À présent, les chercheurs espèrent comprendre d’où vient cette supraconductivité à haute température (lire p. 24) pour pouvoir l’améliorer, et pourquoi pas trouver des supraconducteurs à température ambiante, qui ne nécessiteraient plus de réfrigération. L’avenir semble donc prometteur. … et électrique À l’échelle microscopique, la physique quantique nous apprend que, dans un métal, les électrons (A) se comportent comme des ondes étalées sur plusieurs atomes, indépendantes les unes des autres. Dès qu’un défaut se présente, ou que l’un des atomes du réseau cristallin vibre, ces ondes sont perturbées. À très basse température, quand un métal devient |
