SUPERFLUIDITÉ

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Applications de la superfluidité

L'étude des superfluides relève donc principalement de la physique fondamentale. Son objectif majeur est de tester les capacités de la physique quantique à comprendre des phénomènes collectifs. La superfluidité a cependant quelques applications pratiques. La principale application de l'hélium superfluide est de refroidir les très gros électro-aimants supraconducteurs qu'on utilise dans les laboratoires de recherche. Les plus célèbres sont ceux du grand collisionneur de hadrons (le LHC) du CERN à Genève, où l'on a découvert le « boson de Higgs » grâce à 27 kilomètres d'électro-aimants supraconducteurs qui sont plongés dans l'hélium superfluide afin d'être bien refroidis à 1,9 K. Les électro-aimants supraconducteurs eux-mêmes sont des superfluides d'électrons dont l'application commerciale la plus importante est de fournir les champs magnétiques nécessaires au fonctionnement des scanners IRM de l'imagerie médicale. Pour les scanners de recherche à haute résolution, ces électro-aimants sont refroidis comme au CERN grâce à un bain d'hélium superfluide à 1,9 K. Mais les scanners des hôpitaux sont refroidis à 4 K par de l'hélium liquide normal.

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La superfluidité de l’hélium en dessous de 2,2 K

La superfluidité de l’hélium en dessous de 2,2 K
Crédits : J. F. Allen et J. M. G. Armitage, St Andrews, 1982/ University of St Andrews ; reproduced with permission from the School of Physics & Astronomy, University of St Andrews

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Singularité de la chaleur spécifique de l’hélium liquide

Singularité de la chaleur spécifique de l’hélium liquide
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Effet fontaine de l’hélium superfluide

Effet fontaine de l’hélium superfluide
Crédits : Reproduced with permission from the School of Physics & Astronomy, University of St Andrews © University of St Andrews.

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Tourbillons quantiques dans un superfluide en rotation

Tourbillons quantiques dans un superfluide en rotation
Crédits : Yarmchuk et al, 1979, Phys. Rev. Lett., 43(3): 214, avec l'autorisation de R. Packard ; Goa et al, 2001 Supercond. Sci. Technol. 14 729, courtesy of University of Oslo, Department of Physics ; avec l'autorisation de Jean Dalibard

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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite CNRS, Laboratoire de physique de l'École normale supérieure, Paris, membre de l'Académie des sciences

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Pour citer l’article

Sébastien BALIBAR, « SUPERFLUIDITÉ », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 septembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/superfluidite/