Un supraconducteur est un matériau qui conduit l’électricité sans résistance à des températures extrêmement basses, utilisé en physique et en ingénierie.
Qu’est-ce qu’un supraconducteur ?
Un supraconducteur est un matériau qui peut conduire l’électricité sans résistance lorsqu’il est refroidi en dessous d’une certaine température critique. Ce phénomène, connu sous le nom de supraconductivité, a été découvert par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes en 1911.
La température critique
La température critique (Tc) est la température en dessous de laquelle un matériau devient supraconducteur. Par exemple, pour le mercure, Tc est d’environ 4,2 Kelvin (-268,95 °C). À cette température, les électrons peuvent circuler sans rencontrer de résistance, ce qui permet une conduction électrique parfaite.
Propriétés des supraconducteurs
- Résistance nulle : En dessous de Tc, la résistance électrique d’un supraconducteur tombe à zéro.
- Effet Meissner : Les supraconducteurs expulsent les champs magnétiques internes, et cela leur permet de léviter au-dessus d’aimants permanents.
- Courant critique : Il existe un courant maximal qu’un supraconducteur peut transporter sans perdre ses propriétés.
Applications des supraconducteurs
Les supraconducteurs ont de nombreuses applications potentielles en ingénierie et technologie, notamment :
- IRM : Les imagerie par résonance magnétique (IRM) utilisent des aimants supraconducteurs pour créer des images détaillées du corps humain.
- Trains à lévitation magnétique : Ces trains utilisent l’effet Meissner pour léviter au-dessus des rails, permettant des vitesses et des efficacités de transport accrues.
- Réseaux électriques : Les câbles supraconducteurs peuvent réduire les pertes d’énergie dans les réseaux de distribution électrique.
La recherche actuelle
Les chercheurs travaillent constamment à découvrir de nouveaux matériaux supraconducteurs avec une température critique plus élevée, parfois plus proche de la température ambiante. En 1986, des scientifiques ont découvert des céramiques supraconductrices avec des températures critiques au-dessus de 77 K, la température de l’azote liquide, facilitant ainsi leur utilisation pratique.
Les progrès en supraconductivité promettent de révolutionner de nombreux domaines de la science et de la technologie, rendant notre futur plus efficace et plus innovant.
