Des scientifiques des universités de Tokyo et de Kyoto au Japon ont documenté pour la première fois une transition graduelle entre deux formes différentes de supraconductivité qui étaient auparavant considérées comme incompatibles, indiquent les résultats d’une étude publiée le 6 novembre dans la revue Science Advances.
Les supraconducteurs à résistance nulle et capables de transférer l'électricité sans perte sont d'un grand intérêt dans l'électronique et les réseaux électriques.
La supraconductivité se produit dans certains matériaux à des températures très basses, proches du zéro absolu. Physiquement, cela peut arriver de deux manières différentes, qui jusqu'à présent étaient considérées comme indépendantes l'une de l'autre.
Le cinquième état de la matière
La première est l'état décrit par la théorie Bardeen, Cooper, Schrieffer (BCS), selon lequel les atomes ralentissent et s'alignent, permettant ainsi aux électrons de les traverser sans résistance. La seconde est le condensat de Bose-Einstein (CBE), le cinquième état de la matière qui se forme lorsque les atomes froids cessent pratiquement de bouger.
«Le condensat de Bose-Einstein est un état de la matière unique car il n'est pas fait de particules, mais plutôt d'ondes», indique Kozo Okazaki, co-auteur de l’étude, dans un communiqué de presse publié sur le site de l'université de Tokyo.
Il explique qu’en se refroidissant jusqu'au zéro absolu, les atomes de certains matériaux se répandent dans l'espace. Ce maculage augmente jusqu'à ce que les atomes, maintenant plus comme des ondes que des particules, se chevauchent, devenant indiscernables les uns des autres.
«La matière qui en résulte se comporte comme une seule entité avec de nouvelles propriétés dont les états solide, liquide ou gazeux précédents manquaient, comme la supraconductivité», ajoute le scientifique.
Jusque-là purement théorique
Selon lui, les supraconducteurs CBE étaient purement théoriques jusqu'à récemment, mais ils les ont maintenant analysés en laboratoire avec un nouveau matériau à base de fer et de sélénium (un élément non métallique).
Les scientifiques espèrent que leur découverte permettra de trouver rapidement un moyen d'obtenir des matériaux supraconducteurs à haute température, très demandés dans l'industrie électronique et l'ingénierie électrique. Les aimants supraconducteurs sont déjà largement utilisés dans les machines IRM et dans les accélérateurs de particules comme le grand collisionneur de hadrons du CERN.