Un supraconducteur laisse parfaitement passer l'électricité, sans rien perdre.
Maintenant, les scientifiques ont découvert un matériau supraconducteur qui fonctionne à une température peut-être record, se rapprochant ainsi de l'objectif d'atteindre une telle perfection à température ambiante.
Rendez les choses suffisamment froides et les électrons traversent les métaux sans générer de résistance, chauffer ou ralentir. Mais ce phénomène, connu sous le nom de supraconductivité, n'a historiquement fonctionné qu'à des températures extrêmement froides qui sont juste un tout petit peu au-dessus du zéro absolu. Cela les a rendus inutiles pour des applications telles que le câblage électrique extrêmement efficace ou les superordinateurs incroyablement rapides. Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont créé de nouveaux matériaux supraconducteurs qui fonctionnent à des températures toujours plus élevées.
Dans la nouvelle étude, un groupe de chercheurs s'est approché encore plus de leur objectif en créant un matériau supraconducteur à moins 9 degrés Fahrenheit (moins 23 degrés Celsius) - l'une des températures les plus élevées jamais observées.
L'équipe a examiné une classe de matériaux appelés hydrures supraconducteurs qui, selon les calculs théoriques, seraient supraconducteurs à des températures plus élevées. Afin de créer ces matériaux, ils ont utilisé un petit appareil appelé cellule à enclume de diamant, composé de deux petits diamants qui compriment les matériaux à des pressions extrêmement élevées.
Ils ont placé un petit échantillon - un couple de microns de long - d'un métal doux et blanchâtre appelé lanthane à l'intérieur d'un trou percé dans une mince feuille de métal remplie d'hydrogène liquide. L'installation était connectée à de minces fils électriques. Le dispositif a comprimé l'échantillon à des pressions comprises entre 150 et 170 gigapascals, ce qui représente plus de 1,5 million de fois la pression au niveau de la mer, selon le communiqué. Ils ont ensuite utilisé des faisceaux de rayons X pour examiner sa structure.
À cette haute pression, le lanthane et l'hydrogène se combinent pour former de l'hydrure de lanthane.
Les chercheurs ont découvert qu'à moins 9 F (moins 23 C), l'hydrure de lanthane présente deux des trois propriétés de la supraconductivité. Le matériau n'a montré aucune résistance à l'électricité et sa température a chuté lorsqu'un champ magnétique a été appliqué. Ils n'ont pas observé le troisième critère, la capacité d'expulser les champs magnétiques pendant le refroidissement, car l'échantillon était trop petit, selon un article de News and Views dans le même numéro de la revue Nature.
"D'un point de vue scientifique, ces résultats suggèrent que nous pourrions entrer dans une transition de la découverte de supraconducteurs par des règles empiriques, l'intuition ou la chance à être guidés par des prédictions théoriques concrètes", James Hamlin, professeur agrégé de physique à l'Université de Floride, qui ne faisait pas partie de l'étude, a écrit dans le commentaire.
En effet, un groupe a rapporté des résultats similaires en janvier dans la revue Physical Review Letters. Ces chercheurs ont découvert que l'hydrure de lanthane pouvait être supraconducteur à une température encore plus élevée de 44 F (7 C), tant que l'échantillon était porté à des pressions plus élevées - environ 180 à 200 gigapascals.
Mais ce nouveau groupe a trouvé quelque chose de très différent: à ces hautes pressions, la température à laquelle le matériau affiche la supraconductivité diminue brusquement.
La raison de l'écart dans les résultats n'est pas claire. "Dans de tels cas, davantage d'expériences, de données et d'études indépendantes sont nécessaires", a déclaré à Live Science Mikhail Eremets, auteur principal, chercheur en chimie et physique des hautes pressions au Max Planck Institute for Chemistry en Allemagne. "Maintenant, nous pouvons seulement discuter."
L'équipe prévoit maintenant d'essayer de réduire la pression et d'augmenter la température nécessaire pour créer ces matériaux supraconducteurs, selon le communiqué. De plus, les chercheurs continuent de rechercher de nouveaux composés qui pourraient être supraconducteurs à des températures élevées.
Le groupe a publié ses conclusions hier (22 mai) dans la revue Nature.
