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En vidéo : supraconductivité et lévitation magnétique

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Depuis sa découverte en 1911, la supraconductivité fascine. Elle permettrait de disposer de nombreux moyens de transport en supprimant les frottements par lévitation magnétique et révolutionnerait sans doute la propulsion interplanétaire si des supraconducteurs à température ambiante venaient à être découverts. Voici quelques vidéos à son sujet, à l'occasion du mois thématique de Futura-Sciences.

Le prix Nobel de physique Heike Kamerlingh Onnes est le découvreur de la supraconductivité. © Museum Boerhaave

On vient de l'apprendre, sans toutefois qu'il y ait pas encore de preuves sérieuses : un état magnétique pouvant s'interpréter comme une manifestation de la supraconductivité à température ambiante a été observé dans des sortes de flocons contenant du graphite. Il est bien trop tôt pour s'emballer. Plus d'une fois des découvertes qui semblaient très prometteuses et révolutionnaires ont fini comme les neutrinos transluminiques. Voici quelques vidéos pour faire ou refaire connaissance avec la supraconductivité.


Claude Aslangul, aux côtés de Richard Taillet, répond à la question : « À quoi sert la supraconductivité ? » dont le 100e anniversaire a été fêté en 2011. © DeBoeckEditions/YouTube

C'est tout d'abord Claude Aslangul qui nous parle un peu de ce phénomène fascinant qu'est la supraconducivité. Professeur à l'université Pierre et Marie Curie (Paris VI) il enseigne également à l'École normale supérieure (Ulm). Claude Aslangul, également un des membres du laboratoire de Physique théorique de la matière condensée (Jussieu), est l'auteur de quatre ouvrages sur la mécanique quantique aux éditions De Boeck.


Les propriétés des supraconducteurs de type 2 sont mises en évidence de manière pédagogique à l'aide d'une maquette de train. © École Centrale de Lyon et Laboratoire Ampère (CNRS UMR5005)/YouTube

Il existe déjà des Maglev supraconducteurs, des trains à grande vitesse flottant par lévitation magnétique comme le JR-Maglev MLX01 japonais, ou encore un magsurf.

Des cuprates aux pnictures supraconducteurs

Mais ces applications du phénomène de lévitation magnétique sont limitées par la contrainte de devoir refroidir à basses températures les aimants supraconducteurs, par exemple avec de l'azote liquide. Il faudrait disposer de matériaux supraconducteurs à température ambiante pour que le train hypersonique pouvant relier Kiev et Pékin en 1 heure soit autre chose qu'un beau rêve.


Soumis à un refroidissement proche de -250 °C, les matériaux supraconducteurs acquièrent des propriétés magnétiques. Explications avec Julien Bobroff, chercheur au département de physique des solides de l'université Paris XI. © universcienceTV/YouTube

L'espoir est permis depuis la depuis la découverte en 1986 des cuprates. Ces supraconducteurs possédant des températures critiques plus élevées que  celles des supraconducteurs conventionnels comme le mercure. Mais il faut pour cela percer les secrets des supraconducteurs non conventionnels.

Comme nous l'explique dans la vidéo ci-dessous Julien Bobroff, les pnictides, de nouveaux supraconducteurs à hautes températures critiques découverts en 2008, ressemblent aux cuprates constitués de feuillets contenant des atomes d'oxygène et de cuivre. Ces pnictures, comme on les appelle, contiennent eux des atomes de fer et d'arsenic. De façon surprenante, ces matériaux peuvent être à la fois magnétiques et supraconducteurs, deux propriétés à priori antagonistes. Ils pourraient contenir des clés pour concevoir et fabriquer ces mythiques supraconducteurs à température ambiante.