Superpilotes: fiction réalité hier

1987/12/01 Aizpurua Sarasola, Joxerra Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Materialak
• Fisika

Les meilleurs conducteurs: les superconducteurs

Prof. Paul Chu.

Dans les métaux, les électrons les plus éloignés des atomes forment un nuage électronique. En créant une différence de potentiel entre deux points, le nuage électronique se déplace dans une direction. C'est le courant électrique.

Mais les électrons, dans leur mouvement, rencontrent quelques obstacles. D'une part, ayant une charge négative, ils se repoussent et de l'autre, ils se heurtent aux noyaux atomiques.

Ces barrières sont la base de concepts physiques connus comme la résistivité électrique et la chaleur perdue par effet Joule.

Aujourd'hui, dans toutes les applications où nous utilisons le courant électrique, nous trouvons à la fois la résistivité électrique et la chaleur perdue par effet Joule.

Cela dit, qu'est-ce que la supraconductivité? À basse température, certains métaux et alliages perdent de la résistivité, à savoir le nuage électronique ne trouve pas d'obstacles dans son mouvement et il n'y a pas de perte d'énergie ou de chaleur.

Dans les lignes suivantes, nous analyserons la cause de ce phénomène.

Bien que les électrons forment un nuage à des températures normales, la même chose ne se produit pas à des températures basses. Dans cette situation les électrons forment des paires et quand un de ces électrons heurte un noyau atomique, l'énergie perdue sera reçue par l'autre électron de la paire.

Malheureusement, pour obtenir cette situation, il est nécessaire d'utiliser des conducteurs à des températures très basses, comme l'aluminium à -272°C et le plomb à -266°C. Une fois ce niveau de froid atteint, nous avons besoin d'un liquide de refroidissement pour maintenir cette température. Normalement, l'hélium liquide est utilisé et l'hélium est connu pour être faible et coûteux. Quand les enquêteurs ont commencé à étudier dans ce domaine, ils avaient clair qu'avec des matériaux conventionnels ils n'allaient pas réaliser des progrès significatifs. La recherche devait donc viser de nouveaux matériaux, en particulier des matériaux synthétiques organiques et céramiques.

Train suspendu magnétiquement.

En ce sens, les résultats ont été immédiats. De plus, nous pouvons dire que nous sommes devant une révolution scientifique. Fin 1986, par exemple, les chercheurs Alex Müller et George Bednorz ont trouvé un superchauffeur à -238°C. (Ces deux chercheurs ont reçu le prix Nobel de physique 1987 pour sa découverte! Voir Article sur les prix à la page 15). En janvier 1987, Paul Chu, chercheur à l'Université de Houston, a trouvé un matériau pouvant être considéré comme supraconducteur à une température de -180°C. Ce chercheur a laissé la marque à -48°C en mai de cette année.

En ce moment où nous rédigeons cet article, nous ne savons pas exactement quels ont été les dernières recrues, car les chercheurs et les maisons commerciales gardent les résultats secrètement, mais selon les rumeurs, il y a plus d'un matériau supraconducteur à température ambiante.

Où remarquer les avantages des superconducteurs ?

Ils seront également applicables en microélectronique.

Bien que nous puissions avancer certaines applications, avec beaucoup d'autres, il n'en est pas de même. Cependant, nous considérons que les principaux progrès seront dans les domaines suivants:

Instrumentation de mesure à haute sensibilité. On pourra mesurer des champs magnétiques inférieurs à 10-11 Oersted, des différences de potentiel inférieures à 10-17 et des puissances inférieures à 10-23 Watts. Dispositifs électroniques supraconducteurs avec temps de commutation de 10-10 secondes. Cela permet d'obtenir des ordinateurs ultra-rapides. Les trains suspendus magnétiquement peuvent atteindre une vitesse de 700 km/h.
• L'énergie sera stockée dans des anneaux supraconducteurs, de sorte que le stockage de l'énergie n'aura pas de difficultés particulières. C'est pourquoi, aujourd'hui, les perspectives changent radicalement et la pénurie d'énergie ne nous inquiétera pas tant.

Ne pensez pas que le démarrage des applications mentionnées peut durer longtemps. Ils seront habituels dans la prochaine décennie si ils suivent le chemin commencé dans les enquêtes. N'hésitez pas !