Nouvelle compréhension de la supraconductivité à hautes températures

- 11:45 - - Nouvelles

Un physicien de l’Université de Montréal et une équipe internationale dévoilent leurs conclusions dans le magazine Science

Une équipe de recherche internationale a découvert qu’un champ magnétique peut interagir avec les électrons dans un supraconducteur comme il n’a jamais été observé auparavant.

Le professeur Andrea D. Bianchi, le chercheur principal de l’Université de Montréal, explique dans l’édition du 11 janvier du magazine Science comment il a découvert un composé exceptionnel à base de métaux – une combinaison de terre rare, de cobalt et d’indium – une substance qui perd sa résistance à seulement quelques degrés au-dessus du zéro absolut.

« Cette découverte permet aux physiciens de faire un pas de plus en vue de contrôler la supraconductivité à hautes températures. Jusqu’à maintenant, les physiciens tournaient en rond ; cette découverte les aidera ainsi à avoir une nouvelle compréhension », déclare le professeur Bianchi.

Avant d’être recruté l'automne dernier par l'Université de Montréal comme titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les nouveaux matériaux de spintronique, le professeur Bianchi effectuait ses expériences à l’Institut Paul Scherrer en Suisse en collaboration avec les scientifiques de l’ETH Zurich, de l’Université de Notre-Dame, de l’Université de Birmingham au Royaume-Uni, du Laboratoire national de Los Alamos et du Laboratoire national de Brookhaven.

Nouveau type de tornade magnétique À l’aide de la source suisse de neutrons de spallation SINQ, le professeur Bianchi et son équipe ont refroidi un échantillon simple de cristal de CeCoIn5 à 50 mK au-dessus du zéro absolu. Ils y ont ensuite appliqué un champ magnétique juste assez puissant pour éliminer complètement toute supraconductivité.

Ils ont découvert qu’il y a des spins d’électrons dans le coeur des vortex qui s’alignent partiellement sur le champ magnétique.

Il s'agit de la première évidence expérimentale que la théorie qui décrit les propriétés des vortex supraconducteurs et qui a valu à ses auteurs, Abrikosov et Ginzburg, le prix Nobel de 2003, ne s'applique pas aux supraconducteurs induits par un champ magnétique. Les résultats présentés aujourd'hui dans la prestigieuse revue Science montrent sans l'ombre d'un doute qu'il faut retravailler cette théorie afin d'inclure les corrélations quantiques associées avec les paires de Cooper.

« Lorsque ces matériaux sont soumis à des champs magnétiques intenses, ils créent un tout nouveau type de tornade magnétique qui s’intensifie au lieu de s’affaiblir et forment des champs plus puissants, déclare le professeur Bianchi. Ce qui est formidable avec ce composé, c’est que nous pouvons le soumettre à des essais sans le casser. »Les supraconducteurs sont prometteurs pour les applications techniques qui changeront la façon dont la civilisation moderne peut stocker et transmettre l’énergie – on peut sans doute dire certains des problèmes les plus pressants de l’heure. Au nombre des autres applications remarquables, signalons les filtres numériques supraconducteurs pour les communications à haute vitesse, les génératrices et les moteurs plus efficaces et plus fiables ainsi que les dispositifs supraconducteurs pour les appareils d’imagerie médicale par résonance magnétique.

Le premier supraconducteur a été découvert il y a près de cent ans, et dans la plupart des matériaux, il a été démontré que ce curieux état sans résistance résultait de l’interaction des électrons avec le cristal; toutefois, dans ce nouveau matériau, on croit que la supraconductivité résulte des interactions magnétiques entre les électrons.

Sur le Web : Pour consulter l’article original d’Andrea Bianchi, veuillez consulter Science. Pour lire l’histoire de la supraconductivité, veuillez consulter le New York Times.

Pour de plus amples renseignements :

Andrea Bianchi
Téléphone : 514 343-6734
Courriel : andrea.bianchi@umontreal.ca

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