SUPERFLUIDITÉ
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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Écrit par
- Sébastien BALIBAR : directeur de recherche émérite CNRS, Laboratoire de physique de l'École normale supérieure, Paris, membre de l'Académie des sciences
Classification
Pour citer cet article
Sébastien BALIBAR. SUPERFLUIDITÉ [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
La superfluidité de l’hélium en dessous de 2,2 K
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
Singularité de la chaleur spécifique de l’hélium liquide
Encyclopædia Universalis France
Effet fontaine de l’hélium superfluide
Reproduced with permission from the School of Physics & Astronomy, University of St Andrews © University of St Andrews.
Autres références
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BOSONS ET FERMIONS
- Écrit par Bernard PIRE
- 1 709 mots
– Le phénomène de superfluidité de l’hélium-4 porté à une température inférieure à 1,8 kelvin est la signature du fait que tous les atomes de l’échantillon abandonnent leur liberté individuelle pour réagir de manière collective. -
ÉTAT DE LA MATIÈRE, notion d'
- Écrit par Bernard PIRE
- 1 521 mots
...quelques kelvins [0 K ≈ – 273 0C]), cette propriété a été ensuite observée dans certains matériaux à des températures plus facilement accessibles. La superfluidité est la disparition de la viscosité de quelques liquides formés par des atomes d'hélium. Ces deux comportements sont qualitativement expliqués... -
FLUIDE, physique
- Écrit par Étienne GUYON
- 1 356 mots
Signalons enfin le cas des superfluides. L'isotope 4 de l'hélium liquide (4He) perd sa viscosité au-dessous de 2,17 kelvins. L'existence d'écoulements persistants et la capacité de s'écouler à travers des pores de taille atomique caractérisent cet état. L'isotope 3 de l'hélium (... -
FROID, physique
- Écrit par Jean MATRICON, Georges WAYSAND
- 4 042 mots
- 2 médias
La superfluidité de l'hélium apparaît lorsqu'on refroidit de l'hélium liquide, par exemple en diminuant la pression, ce qui produit l'évaporation du liquide et donc son refroidissement ; à 2,2 K, le liquide change brutalement de propriétés physiques, sa viscosité devient... - Afficher les 18 références
Voir aussi
- HÉLIUM 3
- ÉTATS DE LA MATIÈRE
- ÉCOULEMENTS
- CHALEUR MASSIQUE ou CHALEUR SPÉCIFIQUE
- GAZ MONOATOMIQUES
- FERMIONS
- EXCITATION, physique
- BOSONS
- HÉLIUM
- QUANTIQUE MÉCANIQUE
- SCANNER, médecine
- CRYOPHYSIQUE ou PHYSIQUE DES BASSES TEMPÉRATURES
- HÉLIUM 4
- EFFET FONTAINE, physique
- TOURBILLON QUANTIQUE
- THERMOMÉCANIQUE EFFET
- TEMPÉRATURE DE TRANSITION
- PHYSIQUE DES PARTICULES
- PHYSIQUE HISTOIRE DE LA
