Des chercheurs de l’Université de Rochester, USA, affirment avoir mis au point un materiel supraconducteur qui pourrait travailler à des températures et pressions analogue à celle que l’on trouve dans un laboratoire ordinaire. La supraconductivité est le rêve depuis plus d’un siècle de tous les physiciens et ingénieurs. Dire d’un matériel qu’il est supraconducteur signifie que le courant électrique peut le traverser sans résistance. Ceci représenterait des gains en énergie électrique considérable, puisque aucune partie de l’énergie utilisée ne se transformerait plus en chaleur. Tout pourrait être utilisable ou réutilisable. Malheureusement la supraconductivité ne peut être obtenue qu’a des pressions considérables et à des températures proches du zéro absolu.
Or les chercheurs de Rochester affirment avoir mis au point un matériel fait d’une synthèse d’azote, d’hydrogène et de lutétium qui pourrait devenir supraconducteur à la température de 20 degrés C et à une pression de 1 gigapascal ou 10 kilobars, soit. Le lutetium fait il est vrai partie des terres rares et son prix est élevé.
Pour réaliser ce matériau les chercheurs ont comprimé un mélange des 3 éléments dans une « Diamond anvil cell ». Il s’agit d’un dispositif expérimental permettant d’obtenir de fortes compression dans des très petits volumes, à titre expérimental. L’élément obtenu était rouge d’où ce nom de matière rouge
Les chercheurs lui firent subir différents tests pour mesurer sa résistivité électrique et ses capacités de résistance à la chaleur.
L’article de Nature dont nous publions ci-dessous les références résume ces opérations.
Il resterait à réaliser des tests bien plus nombreux sur d’importants échantillons du matériau miracle pour espérer avoir vaincu la résistivité électrique des matériels actuels. Mais l’enjeu est considérable et l’on peut penser que le sujet sera bientôt repris ailleurs qu’à Rochester.
Références
- Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride
- Nathan Dasenbrock-Gammon,
- Elliot Snider,
- Raymond McBride,
- Hiranya Pasan,
- Dylan Durkee,
- Published: 08 March 2023,
- Sasanka Munasinghe,
- Sachith E. Dissanayake,
- Keith V. Lawler,
- Ashkan Salamat &
- Ranga P. Dias
Nature volume615,
pages 244–250 (2023)
Abstract
The absence of electrical resistance exhibited by superconducting materials would have enormous potential for applications if it existed at ambient temperature and pressure conditions. Despite decades of intense research efforts, such a state has yet to be realized1,2. At ambient pressures, cuprates are the material class exhibiting superconductivity to the highest critical superconducting transition temperatures (Tc), up to about 133 K (refs. 3,4,5). Over the past decade, high-pressure ‘chemical precompression’6,7 of hydrogen-dominant alloys has led the search for high-temperature superconductivity, with demonstrated Tc approaching the freezing point of water in binary hydrides at megabar pressures8,9,10,11,12,13. Ternary hydrogen-rich compounds, such as carbonaceous sulfur hydride, offer an even larger chemical space to potentially improve the properties of superconducting hydrides14,15,16,17,18,19,20,21. Here we report evidence of superconductivity on a nitrogen-doped lutetium hydride with a maximum Tc of 294 K at 10 kbar, that is, superconductivity at room temperature and near-ambient pressures. The compound was synthesized under high-pressure high-temperature conditions and then—after full recoverability—its material and superconducting properties were examined along compression pathways. These include temperature-dependent resistance with and without an applied magnetic field, the magnetization (M) versus magnetic field (H) curve, a.c. and d.c. magnetic susceptibility, as well as heat-capacity measurements. X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray (EDX) and theoretical simulations provide some insight into the stoichiometry of the synthesized material. Nevertheless, further experiments and simulations are needed to determine the exact stoichiometry of hydrogen and nitrogen, and their respective atomistic positions, in a greater effort to further understand the superconducting state of the material.
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