Qu’est-ce que la supraconductivité ? À l’état supraconducteur, un matériau refroidi à très basse température acquiert la capacité de conduire parfaitement un courant électrique, sans résistance, et donc sans perte d’énergie. Il est donc essentiel d’améliorer cette propriété
Une équipe de chercheurs américains a découvert que certains matériaux ne suivent pas la théorie traditionnelle de la conductivité. Cette découverte pourrait permettre de développer des matériaux supraconducteurs fonctionnant à température ambiante. Une révolution pour le stockage et le transport de l’nergie.
Rappelons qu’en 1956 le physicien russe Lev Landau avait développé l’hypothèse dite du « Liquide de Fermi ». Celle-ci suggère que malgré leur répulsion naturelle, les électrons contenus dans les métaux se déplacent en groupes appelés « quasiparticules ». Ces quasiparticules transportent les charges électriques tout en interagissant très faiblement entre elles, ce qui permet à l’électricité de circuler facilement dans le métal.
Or d’après les chercheurs américains sus-visés, certains matériaux appelés les « métaux étranges », ne respecteraient pas ce paradigme;
Pour étudier cette anomalie, les scientifiques ont utilisé une technique connue sous le nom de « mesure du bruit de coupure ». Le bruit de coupure mesure les fluctuations aléatoires du courant électrique en étudiant la nature de porteurs de charges (dans ce cas, les électrons). « C’est comme quand un petit nombre de grosses gouttes de pluie frappent un toit. Elles ne frappent pas toutes le toit en même temps, mais leur arrivée est distribuée. Dans ce cas, le bruit de coupure est élevé« , a expliqué l’équipe.
Cependant, dans le métal étrange YbRh2Si2, l’équipe a pu constater que le bruit de coupure était presque nul. Cela indique un flux continu et sans caractéristiques, plutôt qu’un mouvement de charges individuelles.
« C’est comme si les électrons perdaient leur identité et se fondaient dans une soupe quantique » ,
Cette expérience révèle donc une absence de quasiparticules.
Dans les métaux classiques, la résistance quadruple quand la température double. Mais dans les « métaux étranges », la résistance augmente de façon linéaire à basse température, ce qui est inhabituel.
Cela suggère que les électrons dans ces matériaux ne se déplacent pas comme des particules indépendantes transportant des charges, mais qu’ils interagissent d’une manière plus complexe, se fondant dans un état collectif. Ce comportement remet en question les théories traditionnelles qui expliquent comment l’électricité circule dans les métaux.
Une avancée pour le développement de supraconducteurs
Selon les chercheurs « Comprendre le départ du comportement du liquide de Fermi pourrait révéler les mécanismes cachés des supraconducteurs à haute température (…)« ,
Les supraconducteurs sont des matériaux capables de conduire l’électricité sans résistance lorsqu’ils sont soumis à de très basses températures. L’électricité peut donc y circuler sans perte d’énergie. Ces propriétés uniques sont utiles pour de nombreuses applications notamment dans le stockage de l’énergie.
Lorsqu’ils ne sont pas dans leur état de supraconducteurs, ces matériaux se comportent comme des « métaux étranges ». En étudiant comment les matériaux se comportent lorsqu’ils ne sont pas supraconducteurs, les chercheurs pourraient mieux comprendre pourquoi certains matériaux deviennent supraconducteurs à des températures très basses. Cela pourrait conduire à des avancées permettant de rendre les supraconducteurs plus pratiques et accessibles, notamment à température ambiante.
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