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La découverte de la supraconductivité a 100 ans ! Un nouveau site grand public est créé pour cette occasion: http://www.supraconductivite.fr. Vous y découvrirez les aspects les plus fascinants de ce phénomène étonnant, comme la lévitation ou les supercourants, à travers des explications simples et illustrées, des vidéos, des jeux.

L’information est regroupée en cinq rubriques : Supraconductivité , La Recherche, Applications, S’amuser, et enfin 100 ans, qui renvoie vers le site événementiel. La rubrique "Supraconductivité" se présente sous la forme d’un labo aux multiples objets cliquables. Une véritable mine d’informations !

Voici quelques morceaux choisis du site, histoire de vous donner envie de le butiner à votre rythme.

Qu’est-ce que la supraconductivité ?

A très basses températures, les propriétés électriques et magnétiques de certains matériaux tels le plomb, le mercure ou certains oxydes changent radicalement. Ces matériaux deviennent supraconducteurs : ils n’opposent plus aucune résistance au passage du courant électrique et expulsent les champs magnétiques.

Ce phénomène, découvert il y a cent ans, est une manifestation particulièrement marquante de la physique quantique à l’échelle humaine : les nombreux électrons du matériau se regroupent dans une même onde quantique qui s’étend sur de très grandes distances.

Aujourd’hui la supraconductivité est un domaine de recherche extrêmement actif , qu’il s’agisse d’élucider les mécanismes qui en sont à l’origine, de concevoir de nouveaux matériaux supraconducteurs ou d’étendre le champ des applications déjà nombreuses. Elle permet aussi de réaliser des lévitations spectaculaires.

Les "supraconducteurs classiques" et les "nouveaux supraconducteurs"

On distingue parfois les « supraconducteurs classiques » et les « nouveaux supraconducteurs » selon qu’ils supraconduisent à basse température ou moins basse température. Mais il n’y a pas vraiment de frontière et cette définition est floue. Une autre classification possible repose sur le mécanisme à l’origine de la supraconductivité : les supras « classiques » obéissent à la théorie BCS, alors que les « nouveaux » n’y obéissent pas ou bien la question n’est pas encore tranchée. On parle aussi parfois de « supraconducteurs à haute température critique», ce qui désigne en général les cuprates, les supraconducteurs les plus « chauds », mais ce que les physiciens appellent « haute température » reste ici inférieur à -135°C !

Il faut cependant rester prudent au sujet des « nouveaux supra »: ces matériaux sont au cœur de nombreuses recherches dans les laboratoires, et on est loin de les avoir compris. Il est même probable que la liste de ces nouveaux supraconducteurs s’allonge d’année en année, et de surprise en surprise.

Les rois des supras : les cuprates

Les cuprates, découverts en 1986 par Georg Bednorz et Alex Müller sont les « rois » des nouveaux supraconducteurs. Ce sont, à l’heure actuelle, ceux qui présentent de la supraconductivité aux plus hautes températures, soit -135°C ou 138 K. Ce sont les seuls matériaux qui sont supraconducteurs à la température de l’azote liquide : toutes les vidéos du site utilisent des cuprates, qu’ont appelle souvent « supraconducteurs à haute température critique ».

Les applications de la supraconductivité

Les supraconducteurs sont déjà utilisés dans de nombreux domaines : électricité, médical, électronique ou même pour des trains. Ils sont aussi au coeur des laboratoires, dans les accélérateurs de particule , dnas le domaine de l’astrophysique avec les bolomètres, dans des capteurs magnétiques ultrasensibles, les SQUID, ou pour produire des champs magnétiques très intenses.
Cependant, il faut les refroidir à de très basses températures, ce qui limite encore leur utilisation dans notre vie quotidienne. Mais de nombreuses applications sont déjà opérationnelles en laboratoire, et pourront s’étendre partout dans nos villes et nos habitats, si les méthodes de refroidissement deviennent moins coûteuses, ou mieux encore, si on découvre des matériaux supraconducteurs sans qu’on n’ait besoin de les refroidir. Si cela arrive, alors on peut s’attendre à une véritable révolution tant du point de vue des énergies et de l’environnement que du transport ou de l’informatique.

Nous vous signalons aussi la rubrique "S’amuser". Vous y trouverez des expériences à réaliser par des enseignants, un laboratoire à plier en téléchargement, des vidéos et des photos illustratives.

Supra 2011, c’est aussi...

Un film

100 % conducteurs : les supraconducteurs

Un site événementiel

http://www.cnrs.fr/supra2011 : Pour être informé de toutes les manifestations organisées pour les 100 ans de la découverte de la supraconductivité

Une exposition : "La supra dans tous ses états"

Un numéro spécial de CNRS - le Journal

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Liens
Le site http://www.supraconductivite.fr

Un texte scientifique : L’hélium liquide, de Kamerlingh Onnes, sur BibNum. Dans cette note adressée à l’Académie des sciences de 1908, Heike Kamerlingh Onnes rend compte de la première liquéfaction de l’hélium qui lui vaudra le prix Nobel en 1913. Il atteint alors une température d’environ -271,5°C, soit un peu plus de 1 degré au-dessus du zéro absolu. Cette liquéfaction ouvre ainsi la voie vers la cryogénie à l’hélium et permettra la découverte de la supraconductivité trois ans plus tard.