Finalement, LK-99 n'est pas supraconducteur à température et pression ambiantes, et les scientifiques savent pourquoi

Le LK-99 n'est finalement pas supraconducteur à température et pression ambiantes, ainsi que le montrent de nouveaux travaux ayant par exemple identifié une phase parasite dans le matériau. Mais l'effervescence née cet été autour de cette annonce sud-coréenne témoigne de la vitalité dans la recherche en supraconductivité.

Dans la communauté scientifique, la messe est dite. Tout le monde est désormais unanime sur le fait que le LK-99 n'est finalement pas "le Graal de la physique" : ce matériau synthétisé par des chercheurs sud-coréens n'est pas supraconducteur à température et pression ambiante. Pourtant, l'annonce n'avait rien d'un canular : ces chercheurs avaient bel et bien vu les deux effets qui sont les signes de la supraconductivité : une brusque chute de la résistance électrique, et une lévitation quand le LK-99 est placé au-dessus d'un aimant. Mais ces observations étaient en quelque sorte des leurres, et d'autres scientifiques sont parvenus à expliquer l'origine de ce que mesuraient les Sud-coréens.

Une phase parasite dans le LK-99

Pour ce qui est de la dégringolade de la résistivité, cela vient de l'existence de ce que les physiciens appellent une "phase parasite". De quoi s'agit-il ? "Un matériau artificiel n'est jamais totalement pur, explique la physicienne CNRS (ESPCI Paris) Brigitte Leridon à Sciences et Avenir. Il peut y avoir 99% de LK-99 et un pour cent d'autre chose, qui peut venir des impuretés qu'il y avait dans les matériaux de départ. C'est ce qu'on appelle une phase parasite : un ingrédient dont on ne veut pas mais qui a fait irruption dans la synthèse". Cette phase parasite dans le LK-99 signifie que le matériau des Sud-coréens intègre des éléments indésirables qui sont à l'origine de la chute de résistivité. En l'occurrence, il s'agit d'une phase faite de soufre et de cuivre.

Cet assemblage solide change de phase à 110 °C : il passe d'un état isolant à un état conducteur. Dans l'absolu, ce changement de phase solide-solide peut surprendre (on est davantage habitué à des changements liquide/ solide ou liquide/gazeux !) ; il est néanmoins très souvent constaté en physique des matériaux. "Prenez la glace, commente Brigitte Leridon. Quand elle est mise sous haute pression, sa structure cristalline est changée, et on obtient une autre phase ; c'est pourtant toujo[...]

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