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Supraconductivité : découverte d’un cas unique dans la nature

Observé pour la première fois en Russie et dénommé miassite, un matériau naturel transporte le courant électrique sans aucune perte d’énergie et se comporte comme un supraconducteur à haute température, ont mis en évidence des chercheurs américains. Premier spécimen du genre, il pourrait permettre de mieux comprendre ce phénomène et élargir les champs d’applications des supraconducteurs.

Identifiés au début du 20e siècle, les matériaux supraconducteurs conduisent le courant électrique sans aucune résistance ni perte d’énergie. Généralement à des températures ultra-froides, proches du zéro absolu (-273,15°C), ce qui limite leur utilisation à quelques applications de niche comme les IRM (imageries par résonance magnétique), des câbles électriques ultra-performants ou les accélérateurs de particules.

Il existe aussi des supraconducteurs dits "non conventionnels" fonctionnant à des températures plus élevées. Découverts dans les années 1980, ils sont composés notamment d’oxydes de cuivre et peuvent transporter des quantités de courant plus importants que les supraconducteurs classiques.

Ces matériaux sont toutefois très difficiles à manipuler. Surtout, malgré des dizaines d’années de recherches, on ne comprend toujours pas les mécanismes microscopiques permettant aux électrons de se comporter comme une seule particule et se propager sans résistance dans le matériau.

Le quatrième supraconducteur naturel

D’où l’intérêt de la découverte réalisée par des physiciens du Laboratoire Ames, dépendant du département américain de l’Energie. Parmi les centaines de matériaux supraconducteurs connus à ce jour, l’écrasante majorité ont été conçus en laboratoire via des réactions chimiques complexes. Seul un petit trio existe à l’état naturel, sous forme de minéraux : la covellite, la palladseite et la parkerite.

Or les chercheurs ont mis en évidence un quatrième spécimen naturel… qui se comporte comme un supraconducteur non conventionnel à haute température : le premier du genre ! Appelé miassite, ce minéral est composé de 17 atomes de rhodium et 15 de soufre. Synthétisé en laboratoire dès les années 1930, ce minéral a été observé dans la nature au début des années 2000 près la rivière Miass dans l’oblast russe de Tcheliabinsk, d’où son nom.

Preuves expérimentales

Pour déterminer le type de supraconductivité, des cristaux de miassite ont été soumis à une batterie d[...]

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