Le premier supraconducteur à température ambiante a enfin été trouvé | Actualités scientifiques

Le premier supraconducteur à température ambiante a enfin été trouvé | Actualités scientifiques

C’est ici: les scientifiques ont rapporté la découverte du premier supraconducteur à température ambiante, après plus d’un siècle d’attente.

La découverte évoque des rêveries de technologies futuristes qui pourraient remodeler l’électronique et les transports. Les supraconducteurs transmettent l’électricité sans résistance, permettant au courant de circuler sans aucune perte d’énergie. Mais tous les supraconducteurs découverts précédemment doivent être refroidis, beaucoup d’entre eux à des températures très basses, ce qui les rend impraticables pour la plupart des utilisations.

Maintenant, les scientifiques ont trouvé le premier supraconducteur qui fonctionne à température ambiante – du moins dans une pièce assez froide. Le matériau est supraconducteur en dessous de températures d’environ 15 ° Celsius (59 ° Fahrenheit), le physicien Ranga Dias de l’Université de Rochester à New York et ses collègues rapportent le 14 octobre dans Nature .

Les résultats de l’équipe «sont tout simplement magnifiques», déclare le chimiste des matériaux Russell Hemley de l’Université de l’Illinois à Chicago, qui n’était pas impliqué dans la recherche.

Cependant, les superpuissances supraconductrices du nouveau matériau n’apparaissent qu’à des pressions extrêmement élevées, ce qui limite son utilité pratique.

Dias et ses collègues ont formé le supraconducteur en pressant du carbone, de l’hydrogène et du soufre entre les pointes de deux diamants et en frappant le matériau avec une lumière laser pour induire des réactions chimiques. À une pression d’environ 2,6 millions de fois celle de l’atmosphère terrestre et à des températures inférieures à environ 15 ° C, la résistance électrique a disparu.

Cela seul n’était pas suffisant pour convaincre Dias. «Je n’y ai pas cru la première fois», dit-il. L’équipe a donc étudié des échantillons supplémentaires du matériau et étudié ses propriétés magnétiques.

Les supraconducteurs et les champs magnétiques sont connus pour s’opposer – des champs magnétiques puissants inhibent la supraconductivité. Effectivement, lorsque le matériau était placé dans un champ magnétique, des températures plus basses étaient nécessaires pour le rendre supraconducteur. L’équipe a également appliqué un champ magnétique oscillant au matériau et a montré que, lorsque le matériau est devenu un supraconducteur, il a expulsé ce champ magnétique de son intérieur, un autre signe de supraconductivité.

Les scientifiques n’ont pas été en mesure de déterminer la composition exacte du matériau ou comment ses atomes sont disposés, ce qui rend difficile d’expliquer comment il peut être supraconducteur à des températures relativement élevées. Les travaux futurs se concentreront sur une description plus complète du matériau, dit Dias.

Lorsque la supraconductivité a été découverte en 1911, elle n’a été trouvée qu’à des températures proches du zéro absolu (−273,15 ° C). Mais depuis lors, les chercheurs ont régulièrement découvert des matériaux supraconducteurs à des températures plus élevées. Ces dernières années, les scientifiques ont accéléré ces progrès en se concentrant sur les matériaux riches en hydrogène à haute pression.

En 2015, le physicien Mikhail Eremets de l’Institut Max Planck de chimie à Mayence, en Allemagne, et ses collègues ont pressé de l’hydrogène et du soufre pour créer un supraconducteur à des températures allant jusqu’à -70 ° C ( SN : 15/12/15 ). Quelques années plus tard, deux groupes, l’un dirigé par Eremets et l’autre impliquant Hemley et le physicien Maddury Somayazulu, ont étudié un composé à haute pression de lanthane et d’hydrogène . Les deux équipes ont trouvé des preuves de supraconductivité à des températures encore plus élevées de -23 ° C et -13 ° C, respectivement, et dans certains échantillons pouvant atteindre 7 ° C ( SN: 9/10/18 ) .

La découverte d’un supraconducteur à température ambiante n’est pas une surprise. «Nous nous dirigeons manifestement vers cela», déclare la chimiste théorique Eva Zurek de l’université de Buffalo à New York, qui n’était pas impliquée dans la recherche. Mais briser la barrière symbolique de la température ambiante est «un très gros problème».

Si un supraconducteur à température ambiante pouvait être utilisé à la pression atmosphérique, il pourrait économiser de grandes quantités d’énergie perdues en résistance dans le réseau électrique. Et cela pourrait améliorer les technologies actuelles, des machines IRM aux ordinateurs quantiques en passant par les trains à lévitation magnétique. Dias envisage que l’humanité devienne une «société supraconductrice».

Mais jusqu’à présent, les scientifiques n’ont créé que de minuscules taches du matériau à haute pression, de sorte que les applications pratiques sont encore loin.

Pourtant, «la température n’est plus une limite», déclare Somayazulu, du Laboratoire national d’Argonne à Lemont, Ill., Qui n’a pas participé à la nouvelle recherche. Au lieu de cela, les physiciens ont maintenant un nouvel objectif: créer un supraconducteur à température ambiante qui fonctionne sans pression, dit Somayazulu. “C’est la prochaine grande étape que nous devons faire.”

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