Découverte d’un nouveau supraconducteur minéral : une véritable promesse économique et écologique

Une équipe scientifique a récemment  révélé qu’un composé, dont la composition est observable dans la nature, démontre des capacités de supraconductivité à des températures basses sans avoir besoin des processus quantiques habituels. Cette découverte, publiée dans la revue Communications Materials, marque la première occurrence d’un supraconducteur non conventionnel de ce type.

Un nouveau regard sur les supraconducteurs

Les matériaux supraconducteurs captivent et sont d’une grande utilité grâce à leur aptitude à transmettre l’électricité sans dissipation énergétique. Cela est en grande partie dû à la formation de paires d’électrons, connues sous le nom de paires de Cooper, qui leur permettent de traverser un réseau atomique avec aisance.

Lire aussi Pour la première fois, des physiciens imagent des cristaux moléculaires de Wigner

Les supraconducteurs non conventionnels diffèrent en ce sens que les paires de Cooper se forment d’une manière qui n’était pas anticipée par les théories initiales de la supraconductivité, permettant ainsi leur apparition à des températures plus élevées et dans des conditions moins restrictives.

La miassite

À travers une série d’expérimentations en laboratoire, un collectif international de chercheurs a déterminé que le minéral miassite, reconnu pour ses propriétés supraconductrices, peut afficher les caractéristiques d’un supraconducteur non conventionnel. Ce qui rend la miassite particulièrement remarquable est sa présence dans la nature, ainsi que la possibilité de la synthétiser en laboratoire.

Néanmoins, il est important de noter qu’un échantillon de miassite trouvé à l’état naturel ne possédera probablement jamais la pureté nécessaire pour agir comme un supraconducteur non conventionnel. 

Lire aussi Une expérience du chat quantique établit un nouveau record de 1 400 secondes

« De façon intuitive, on pourrait penser à cela comme à un produit élaboré intentionnellement dans le cadre d’une recherche spécialisée et non comme quelque chose pouvant exister naturellement », affirme Ruslan Prozorov, physicien à l’université d’État de l’Iowa. « Toutefois, il s’avère que ce n’est pas le cas. »

Méthodologie et implications de la découverte

Pour confirmer le caractère non conventionnel de la supraconductivité de la miassite, les chercheurs ont employé des techniques expérimentales avancées, incluant le test de profondeur de pénétration de Londres, qui évalue la réponse du matériau à un champ magnétique faible. Une autre méthode a impliqué l’introduction de défauts dans le composé, ce qui peut modifier la température à laquelle il devient supraconducteur. Les supraconducteurs non conventionnels sont nettement plus affectés par le désordre induit par ces imperfections que leurs homologues conventionnels.

Cette trouvaille s’insère dans une quête plus large visant à découvrir de nouveaux matériaux prometteurs pour avancer dans des secteurs tels que la science quantique. C’est ainsi que l’équipe a mis en lumière la miassite (Rh17S15), qui associe un élément à haut point de fusion (le rhodium) à un élément volatil (le soufre).

Lire aussi Des scientifiques révèlent ce qui se passe exactement lorsqu’un atome se sépare en deux

Les supraconducteurs sont d’ores et déjà utilisés dans des applications telles que les appareils d’IRM et les grands accélérateurs de particules, mais leur potentiel va bien au-delà. Avec ses propriétés uniques, la miassite pourrait jouer un rôle significatif, particulièrement dans sa forme pure et synthétisée.

Les supraconducteurs non conventionnels, bien que complexes, suscitent un intérêt particulier car ils ouvrent la voie à de nouvelles percées en physique et à des applications inédites dans le domaine de la supraconductivité. « Comprendre les principes régissant la supraconductivité non conventionnelle est crucial pour rendre les applications supraconductrices économiquement viables », indique M. Prozorov. Par ailleurs, des chercheurs annoncent la création d’un supraconducteur à température et pression ambiantes.