Des physiciens identifient une nouvelle forme étrange de supraconductivité

La quête de la supraconductivité à température ambiante continue de fasciner les scientifiques, promettant une transformation majeure des domaines tels que l’électronique et la transmission d’énergie. Cependant, cette ambition s’accompagne de défis complexes liés aux températures et aux pressions. Une équipe de scientifiques a réalisé une percée intrigante, jetant les bases de développements théoriques susceptibles d’ouvrir la voie à la concrétisation de ce rêve ambitieux.

Découverte de la supraconductivité oscillante

La supraconductivité est un phénomène qui permet à certains matériaux de conduire l’électricité sans résistance ni perte d’énergie. Cela pourrait avoir des applications révolutionnaires dans les domaines de l’énergie, de l’électronique ou du magnétisme. Cependant, la plupart des matériaux ne deviennent supraconducteurs qu’à des températures très basses et sous des pressions très élevées, ce qui limite leur utilisation pratique.

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La supraconductivité a été découverte en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes, mais son fonctionnement n’a été expliqué qu’en 1957. Depuis lors, les scientifiques ont découvert de nombreux types et variantes de supraconductivité, dont certains sont encore mal compris.

Les chercheurs des universités Emory et Stanford aux États-Unis ont identifié une nouvelle facette de la supraconductivité qu’ils ont baptisée « supraconductivité oscillante ». Dans les comportements supraconducteurs classiques, des paires d’électrons, appelées « paires de Cooper », se déplacent à travers les matériaux sans perdre d’énergie sous forme de chaleur. 

Cependant, dans le cas de la supraconductivité oscillante, ces paires de Cooper effectuent un mouvement ondulatoire intrigant. Bien que moins fréquentes que les manifestations traditionnelles de la supraconductivité, ces oscillations surviennent à des températures relativement plus élevées, ce qui pique l’intérêt des chercheurs essayant de réaliser la supraconductivité à température ambiante.

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Explorer les singularités de Van Hove

L’équipe de physiciens a proposé une nouvelle théorie pour expliquer l’origine de la supraconductivité oscillante. Leur étude, publiée dans Physical Review Letters, s’appuie sur des modèles mathématiques et informatiques. 

Selon le physicien Luiz Santos, de l’université Emory aux États-Unis, ils ont identifié un élément clé qui pourrait favoriser la supraconductivité oscillante : les singularités de Van Hove. Il s’agit de structures spéciales qui apparaissent dans certains matériaux. Ces singularités créent des variations inhabituelles dans l’énergie des électrons, ce qui peut considérablement influencer la réaction du matériau aux influences externes et sa conductivité électrique.

En repensant la modélisation de ces singularités, les chercheurs ont démontré que ces structures pourraient éventuellement être à l’origine de la supraconductivité oscillante. Cette théorie, bien que complexe et toujours au stade conceptuel, élargit notre compréhension de la supraconductivité à des températures qui, bien que basses, sont plus proches de la réalité quotidienne.

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Les implications pratiques et les défis à relever

Cette découverte est purement théorique pour le moment, mais elle pourrait ouvrir la voie à de nouvelles expériences et à de nouveaux matériaux supraconducteurs. Les chercheurs espèrent que leur travail contribuera à élucider le mystère de la supraconductivité à température ambiante, qui reste l’un des plus grands défis de la physique moderne. 

Cependant, il reste encore des obstacles substantiels à franchir pour rendre cette technologie accessible en dehors du laboratoire, sans dépendre d’équipements encombrants et coûteux.

Bien que les applications de la supraconductivité soient déjà visibles dans les appareils d’IRM, les trains à sustentation magnétique et les accélérateurs de particules, la réalisation de circuits électriques plus efficaces et économiques reste une vision pour l’avenir. Si elle pouvait être réalisée à température ambiante et à pression normale, elle pourrait révolutionner le transport et le stockage de l’électricité, ainsi que la fabrication d’appareils électroniques plus performants et plus efficaces.

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