Supraconductivité : la fin d'un mystère?

Une expérience fondamentale menée par des chercheurs français et canadiens dévoile enfin certains secrets de la supraconductivité.

Aimant en lévitation au-dessus d'un supraconducteur. Une expérience qui met en évidence la répulsion des lignes de champ magnétique par un le matériau à l'état de supraconductivité. (© CNRS Photothèque/RESTAGNO Frédéric, BOBROFF Julien)
Des physiciens ont fait un pas important dans la compréhension du phénomène de la supraconductivité, caractérisée par la disparition de la résistance électrique d’un matériau au-dessous d'un certain seuil de température. Ce phénomène est connu depuis près d'un siècle mais des températures trop froides l'ont longtemps cantonné à la recherche fondamentale. Ce n'est qu'à la fin des années 80, qu'une nouvelle famille de matériaux, à base de céramique d'oxyde de cuivre, a été découverte.

La température de transition –entre l’état normal et la supraconductivité- était de seulement -180°C environ, rendant possible certaines applications, comme dans les aimants des accélérateurs de particules ou les câbles électriques (1). Mais les théories qui fonctionnaient sur les composés précédents ne s'appliquaient pas aux nouveaux venus. Et un nombre important d'idées alternatives ont fleuri, sans qu'il soit possible de trancher entre elles.

Les physiciens commencent à y voir plus clair grâce à l'expérience conduite au laboratoire national des champs magnétiques pulsés de Toulouse sur un échantillon très pur préparé au Canada dans les universités de Sherbrooke et de Colombie Britannique.

Pour la première fois, les chercheurs ont réussi à observer ce que tout le monde attendait : l'état exact des électrons dans le matériau, qui conditionne les propriétés supraconductrices. Un champ magnétique permet de sonder ces électrons en les faisant osciller, ce qui trahit leur comportement naturel. Malheureusement pour les expérimentateurs, l'observation de ces oscillations, très faibles, n'est possible qu'à très basse température, quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Or à ces températures, le matériau est supraconducteur et non pas normal, ce qui est problématique pour l'interprétation.

Il a donc fallu travailler avec des champs colossaux, vingt fois plus grands environ que ceux d'un appareil d’imagerie par résonance magnétique, pour supprimer la supraconductivité, tout en sondant les électrons. La surprise a alors été de découvrir que ces oxydes de cuivre ne sont pas aussi exotiques que certaines théories le prédisaient. Cela relance l'espoir de trouver de nouveaux matériaux avec des températures de transition plus élevées et donc de faciliter les applications. Mais avant cela, il est encore nécessaire de mieux décrire, en théorie et en pratique, le comportement des électrons qui vient d'être mis à jour.

David Larousserie
Sciences et Avenir.com
(07/06/07)

Si une équipe découvre un alliage supraconducteur à température ambiante ça va faire un joyeuse bande de milliardaire ! Mais bon on en est encore loin.

je cherche pourtant!!!