La Supraconductivité et l’Effet Meissner !

Écrit par Fouad Khayat. Publié dans Scientifiques

 

Il y a environ un siècle, un étonnant phénomène a bouleversé la physique moderne. Ce nouveau phénomène est caractérisé par l’absence de résistance électrique et l’expulsion du champ magnétique à l’intérieur de certains matériaux qui sont refroidis à des températures extrêmes. Ce phénomène porte le nom de la supraconductivité et s’avère avoir un avenir prometteur. Encore aujourd’hui, de nombreux scientifiques s’intéressent à ce phénomène qui pourra un jour entrer dans notre quotidien.

L’effet Meissner est une des principales caractéristiques des supraconducteurs. L'effet Meissner est l'exclusion totale de tout flux magnétique de l'intérieur d'un supraconducteur.

Dans un supraconducteur, le courant circule de façon continue en boucle, ce qui va créer des courants de surfaces qui sont des ondes magnétiques qui vont exercer une force sur l’aimant et vont le repousser. Entre le poids de l’aimant et la force de répulsion, l’aimant se met à l’évitée.

Pour illustrer l’effet Meissner j’ai réalisé une expérience. Cette expérience consiste à faire léviter un aimant grâce à de l’azote liquide. Elle a était réaliser pour la première fois en 1947 avec du plomb.

Pour réaliser cette expérience, nous avons besoin :

  • D’une Pastille de céramique supraconductrice
  • D’un Aimant
  • D’une Boite de pétri
  • D’une pince en plastique
  • D’azote liquide

Pour commencer, on verse de l'azote liquide jusqu’à recouvrir la boite. L'azote est à une température de 77 kelvins, ce qui correspond à environ -200 °C. Il faut donc faire très attention, il existe un risque de brulure par le froid.

Ensuite, on place la pastille de céramique à l'intérieur et au centre de la boîte de Pétri.

On constate que l’azote se vaporise pendant le refroidissement de la pastille. Il passe donc de l’état liquide à l’état gazeux.

Ensuite, on place l’aiment au-dessus de la pastille…

En Soulevant l'aimant de quelques centimètres : la pastille de céramique est soulevée en même temps comme si elle restait suspendue à l'aimant !

On constate qu’il est en lévitation, on peut faire passer une feuille entre les deux, il absolument pas de contact entre l’aimant et la pastille.

Grâce à la supraconductivité et à l’effet Meissner, les supraconducteurs sont aujourd’hui utilisés dans les trains, notamment dans le MAGLEV, « Magnetic Levitation Trains » qui est le train le plus rapide au monde (581 km/heure). Ce train lévite à plusieurs centimètres au-dessus de ses rails grâce à une technologie utilisant les supraconducteurs.

Pourquoi ne pas imaginer un monde où la supraconductivité sera omniprésente ? Où les bijoux léviteront sur notre corps. Où on ne subirait pus le poids des sacs, car ils léviteront sur notre dos…

Ce monde n’est pas de la science-fiction ! Des chercheurs y travaillent chaque jour, et dans un avenir proche, ce monde deviendra notre quotidien !  

Merci à François Vernay, maitre de conférences à l’Université de Perpignan (UPVD) pour m’avoir permis de réaliser l’expérience dans ses locaux.

Merci à vous pour m’avoir consacré quelques minutes !