L’Université de Rochester (via Phys.org) affirme avoir créé un supraconducteur qui fonctionne à haute température et à basse pression. matériau supraconducteur qui conserve ses propriétés à des températures et des pressions suffisamment basses pour permettre applications concrètes. Il s’agit peut-être d’une réalisation historique, potentiellement annonciatrice de grands développements technologiques dans divers domaines, mais autour de la découverte de l’utilisation du béton, il y a une grande part d’incertitude et d’incertitude. un certain scepticisme circule.
Avant d’expliquer pourquoi, entrons un peu plus dans les détails. I les supraconducteursComme leur nom l’indique, les supraconducteurs ne sont pas de simples conducteurs. une résistance électrique nulle, c’est-à-dire qu’ils n’empêchent pas le passage des charges électriquesce qui, dans les conducteurs, crée le phénomène bien connu de la dissipation de la chaleur.
Une autre caractéristique des matériaux supraconducteurs l’effet Meissner, sous-jacent à l’effet la lévitation magnétique. En pratique, ils peuvent « flotter dans l’air » lorsqu’ils sont accompagnés d’un aimant externe qui génère un champ magnétique. En effet, dans les supraconducteurs le champ magnétique est éjectécréant ainsi un « diamant parfait ».
Les supraconducteurs pourraient être appliqués dans de nombreux domaines, par exemple dans l’industrie de l’énergie. réseaux électriques sans perdre jusqu’à 200 millions de mégawattheures (MWh) en raison de la résistance électrique. Une autre utilisation dans le trains à sustentation magnétiquedans la création de de puces logiques et de mémoires plus rapides et plus efficacesmais aussi dans les tokamak pour obtenir le fusion nucléaire. Enfin, ils pourraient permettre de développer des technologies de pointe. des techniques d’imagerie et de balayage dans le domaine médical plus avancées et plus efficaces.
En général, la supraconductivité est obtenue qu’à des températures supérieures à un certain seuil, appelé température critiquedans certains cas proches du zéro absolu (il existe différents types de supraconducteurs). Pour y parvenir, il faut des solutions de refroidissement complexes qui augmentent les coûts d’application. L’élimination du problème de refroidissement, ou sa minimisation, pourrait conduire à une percée.
« Ce matériau a permis l’avènement de la supraconductivité et des technologies appliquées.‘, affirment les chercheurs de l’équipe dirigée par Ranga Dias, professeur adjoint de génie mécanique et de physique. Dans un article publié dans la revue Nature, les chercheurs décrivent les qualités duhydrure de lutécium dopé à l’azote (NDLH), capable de montrer supraconductivité à 69 F (20,5 C)températureet 10 kilobars (145 000 psi) de pression. Cette dernière est une valeur qui, bien qu’elle puisse paraître élevée (la pression au niveau de la mer est d’environ 15 psi), est bien inférieure à celle appliquée dans la production de copeaux.
Tout semble donc « prêt » pour un résultat d’importance historique, sauf que l’équipe dirigée par Dias a été dans les années passées au centre d’une amère controverse pour autres recherches sur les supraconducteursd’autres physiciens se sont opposés au processus et aux méthodes d’analyse utilisés, à tel point que Nature a dû retirer l’étude, qui a ensuite été présentée à nouveau avec de nouvelles données pour valider les travaux antérieurs, sous la supervision d’autres scientifiques.
Pour cette dernière étude, Dias et son équipe affirment avoir adopté une approche similaire, c’est-à-dire qu’ils ont collecté des données devant un public de scientifiques qui ont assisté en direct à la transition supraconductrice. Par conséquent, à moins que d’autres critiques n’apparaissent concernant la méthodologie, les chiffres et d’autres aspects, il faut prendre les résultats pour argent comptant.
Après avoir analysé plusieurs terres rares, les chercheurs sont parvenus à la conclusion que le lutécium semblait être un bon candidat pour créer un supraconducteur à des températures et des pressions acceptables. L’élément métallique possède « 14 électrons entièrement remplis, très localisés dans la configuration électronique de ses orbitales f qui suppriment l’adoucissement des phonons et améliorent le couplage électron-phonon nécessaire pour que la supraconductivité se produise à température ambiante ».
Pour parvenir à la stabilisation et abaisser la pression requise, les chercheurs se sont tournés vers laazote. Comme le carbone, l’azote a une structure atomique rigide qui peut être utilisée pour créer de l’énergie. un réseau plus stableà l’intérieur d’un matériau et durcit les phonons optiques à basse fréquence. Cette structure assure la stabilité nécessaire à l’apparition de la supraconductivité à des pressions plus faibles.
L’équipe Dias a créé un mélange gazeux composé de 99 % d’hydrogène et de 1 % d’azotel’a placé dans une chambre de réaction avec un échantillon de lutécium pur et a laissé les composants réagir pendant deux à trois jours à 392 F (200 C).
Le composé lutécium-azote-hydrogène obtenu était initialement d’une « couleur bleuâtre brillante », mais lorsqu’il était comprimé dans une cellule à enclume de diamant, une « transformation visuelle étonnante » se produisait : du bleu au rose au début de la supraconductivité, puis à un état métallique non supraconducteur rouge vif.
« C’était un rouge très vif », a expliqué M. Dias. « J’ai été choqué de voir des couleurs d’une telle intensité. Nous avons suggéré en plaisantant un nom de code pour le matériau dans cet état – ‘reddmatter’ – comme un matériau créé par Spock dans le film Star Trek 2009″.
La pression de 145 000 psi nécessaire pour induire la supraconductivité est inférieure de près de deux ordres de grandeur à celle d’autres études antérieures.Cela a permis à Dias et à son équipe d’obtenir un supraconducteur capable d’exister à la fois à des températures ambiantes et à des pressions suffisamment basses pour des applications pratiques.
Le professeur Dias et son équipe explorent actuellement la possibilité de de former des algorithmes d’apprentissage automatique avec les données accumulées pour rechercher d’autres matériaux similaires éventuels. « Dans la vie de tous les jours, ànous avons de nombreux métaux différents que nous utilisons pour différentes applications, nous aurons donc également besoin de différents types de matériaux supraconducteurs.« , a-t-il déclaré.
Keith Lawlor, co-auteur de l’étude, a déjà commencé à développer des algorithmes et à effectuer les calculs nécessaires en s’appuyant sur les ressources du Center for Integrated Research Computing de l’université de Rochester.
MISE À JOUR: le titre a été corrigé comme suggéré par certains lecteurs, que nous remercions pour cette suggestion.
