SUPRACONDUCTIVITÉ

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Applications de la supraconductivité

En l’état actuel, l’usage des supraconducteurs, potentiellement considérable, reste asservi à la nécessité d’installations réfrigérées à l’hélium liquide ou à l’azote liquide. Sous cette réserve, les supraconducteurs ont permis deux grands types d’applications 

Les applications à un courant faible

Les applications à un courant faible pour l’électronique et pour des capteurs très sensibles utilisent principalement l’effet Josephson.

Métrologie

On a vu que l’effet Josephson alternatif donne une relation simple entre la différence de potentiel (ddp) V appliquée à la jonction et la fréquence émise f :

V=h2ef

dans laquelle les constantes h (constante de Planck) et e (charge de l’électron) étant connues avec une grande précision, on obtient :

V (en volt) = 2,06783366(52) × 10–15 f (en hertz).

La fréquence f d’une onde électromagnétique étant une des grandeurs physiques mesurée avec la plus grande précision, les physiciens ont décidé d’utiliser la formule précédente pour définir le volt étalon. Celui-ci était précédemment défini par une pile « Daniel » déposée au pavillon Breteuil à Sèvres, siège officiel du Bureau international des poids et mesures. Cette pile Daniel a été remplacée par des diodes Josephson, la définition du volt rejoignant celle des autres unités fondées sur des constantes universelles de la physique.

Détecteurs et mélangeurs utilisés en radioastronomie

On a observé un rayonnement électromagnétique cosmique dans le domaine des micro-ondes (1012 à 1014 Hz), le cosmic microwave background ou CMB. Cette observation a été attribuée à l’expansion de l’Univers depuis le big bang, et au refroidissement qui s’est ensuivi. La détection de ce rayonnement d’intensité très faible nécessite une grande sensibilité des instruments de mesure. Les détecteurs Josephson étaient les candidats idéaux... Ils équipent les derniers satellites Cobe et Planck, lancés pour cette observation. Le rayonnement mesuré correspond à celui d’un corps noir à T = 2,7252 ± 0,004 K. Cette observation a permis une mesure précise de l’âge de notre [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 9 pages

Médias de l’article

Première mise en évidence de la supraconductivité.

Première mise en évidence de la supraconductivité.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Lévitation magnétique

Lévitation magnétique
Crédits : Julien Bobroff/CNRS Photothèque

photographie

Lev Landau

Lev Landau
Crédits : Fox Photos/ Getty Images

photographie

Réseau triangulaires de vortex

Réseau triangulaires de vortex
Crédits : source «Observation of vortex structure in MgB2 single crystals by Bitter decoration technique», L. Ya. Vinnikov, J. Karpinski, S. M. Kazakov, J. Jun, J. Anderegg, S. L. Bud'ko, and P. C. Canfield, 2002, arXiv.org

photographie

Afficher les 13 médias de l'article


Écrit par :

  • : ancien directeur du laboratoire de physique de l'Ecole Normale Supérieure

Classification

Autres références

«  SUPRACONDUCTIVITÉ  » est également traité dans :

DÉCOUVERTE DES SUPRACONDUCTEURS À HAUTE TEMPÉRATURE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 111 mots
  •  • 1 média

En 1986, le chimiste allemand J. Georg Bednorz et le physicien suisse Alex Müller inaugurent, aux laboratoires I.B.M. de Zurich, l'âge de la supraconductivité à haute température avec la fabrication d'une céramique, mélange de baryum, lanthane, cuivre et oxygène, de température critique proche de 30 kelvins. La multiplication des études sur diverse […] Lire la suite

SUPRACONDUCTIVITÉ CONVENTIONNELLE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 705 mots
  •  • 1 média

Les matériaux supraconducteurs sont très divers, et leur état supraconducteur est toujours difficile à atteindre. La température critique (Tc) en dessous de laquelle ils n’opposent aucune résistance au passage d’un courant électrique est en général extrêmement basse, de l’ordre de quelques kelvins (4 K pour le mercur […] Lire la suite

THÉORIE DE LA SUPRACONDUCTIVITÉ

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 119 mots
  •  • 1 média

Découverte sur un échantillon de mercure par le physicien néerlandais Kamerlingh Onnes en 1911, la propriété qu'ont certains éléments de n'opposer aucune résistance au passage d'un courant électrique à température suffisamment basse est comprise en 1957 par les physiciens américains John Bardeen, Leon Cooper et John Schrieffer. La théorie B.C.S. (des in […] Lire la suite

ABRIKOSOV ALEXEI ALEXEEVICH (1928-2017)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 437 mots

Le physicien théoricien Alexei Abrikosov est né le 25 juin 1928 à Moscou. Après des études à l'université de Moscou, il soutient en 1951 et 1955 ses deux thèses à l'Institut des problèmes physiques. Peu après que ses compatriotes Vitaly L. Ginzburg et Lev Landau ont proposé en 1950 une théorie résolument novatrice des états supraconducteurs, et aiguillonné par des résultats expérimentaux qui para […] Lire la suite

ALLIAGES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude GACHON
  •  • 7 350 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Supraconducteurs et alliages à mémoire de forme »  : […] Ce qui précède montre la diversité de la notion d'alliage, et évoque succinctement les domaines où elle s'applique. Le tour d'horizon ne peut être complet qu'avec l'évocation de quelques types d'alliages particuliers, tels les supraconducteurs et les alliages à mémoire de forme. Les premiers supraconducteurs connus étaient des métaux purs qui, au voisinage de 0 kelvin (— 273  0 C), perdaient tout […] Lire la suite

BARDEEN JOHN (1908-1991)

  • Écrit par 
  • Pierre GOUJON
  •  • 997 mots
  •  • 3 médias

John Bardeen est un physicien américain né le 23 mai 1908 à Madison, dans l’État du Wisconsin. La physique est une discipline paradoxale : les interrogations qu'elle suscite compensent en nombre et en importance les hypothèses qu'elle confirme. D'où le côté impatient, obstiné, passionné du physicien, confronté à la nécessité de l'explication. Impatient, John Bardeen ? On ne saurait l'affirmer. Obs […] Lire la suite

BEDNORZ JOHANNES GEORG (1950- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 320 mots

Physicien allemand, co-lauréat du prix Nobel de physique en 1987 pour ses travaux sur les supraconducteurs à haute température. Né le 16 mai 1950 à Neuenkirchen (Allemagne), Johannes Georg Bednorz fit ses études supérieures à l'institut fédéral de technologie de Zurich en Suisse et y passa son doctorat en 1982. Immédiatement engagé par le centre de recherches I.B.M. de Zurich, il y collabora ave […] Lire la suite

CONDUCTIVITÉ ou CONDUCTIBILITÉ, physique

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 679 mots

Grandeur physique caractérisant la propagation, dans un milieu matériel, d'un flux d'électrons (conductivité électrique), d'un flux de chaleur (conductivité thermique) ou d'une perturbation mécanique (conductivité acoustique). Les milieux dans lesquels la propagation est aisée sont dits conducteurs ; ceux dans lesquels elle n'est pas possible (ou difficile, ou très lente) sont dits isolants. La co […] Lire la suite

COOPER LEON NEIL (1930- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 375 mots
  •  • 1 média

Né le 28 février 1930 à New York, Leon Neil Cooper fait ses études à l'université Columbia et obtient son doctorat de physique en 1954. Après trois séjours de un an à Princeton, à l'université de l'Illinois et à celle de l'Ohio, il devient professeur à l'université Brown à Providence (Rhode Island) en 1958 après avoir contribué de façon décisive à la compréhension de la supraconductivité en formul […] Lire la suite

CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 7 291 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Propriétés »  : […] L'intérêt d'étudier la structure des cristaux et de leurs défauts structuraux est à relier directement à la compréhension de leurs propriétés. Ainsi, lorsqu'on connaît la structure du carbone diamant, l'énergie de liaison et la structure électronique du carbone, on peut comprendre, sur la base de théories de la physique des solides, pourquoi les propriétés de dureté, de conductibilité thermique e […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Julien BOK, « SUPRACONDUCTIVITÉ », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/supraconductivite/