Supraconductivité à température ambiante revendiquée pour les cuprates

En ce qui concerne la supraconductivité, les physiciens ont généralement besoin de trois éléments de preuve distincts pour confirmer l'affirmation. Premièrement, un matériau doit avoir une résistance nulle. Deuxièmement, le matériau doit montrer l'effet Meisner en réfléchissant un champ magnétique externe. Et enfin, ces effets doivent s'activer à une température critique spécifique.

Dans la plupart des matériaux supraconducteurs, la transition vers une résistance nulle et l'effet Meisner se produisent à la même température critique. Mais ces dernières années, certains physiciens ont trouvé des cuprates dans lesquels la transition vers une résistance nulle se produit à une température plus basse que l'effet Meisner.

Ainsi, à basse température, le cuprate agit comme un supraconducteur normal. Au fur et à mesure que la température augmente, il subit une première transition et perd sa résistance nulle tout en maintenant l'effet Meisner. Puis, à mesure que la température augmente encore, elle subit une deuxième transition au cours de laquelle l'effet Meisner disparaît et le matériau devient un conducteur ordinaire. Dans l'oxyde d'yttrium baryum cuivre (YBCO) sous-dopé, la première transition se produit à 85K tandis que la seconde à plus de 200K.

Mais puisque les deux effets sont des manifestations de la supraconductivité, comment cela peut-il être ?

Aujourd'hui, Vladimir Kresin du Lawrence Berkeley National Laboratory et Stuart Wolf de l'Université de Virginie avancent une théorie. Ils pensent que ces cuprates sont constitués de deux composants avec des températures de transition différentes : le composant avec la température de transition la plus élevée forme des îlots dans une matrice avec une température de transition plus basse.

Cela explique pourquoi le matériau a deux températures de transition, disent-ils. En dessous de 85K, les deux composants sont des supraconducteurs. Mais lorsque la température dépasse 85K, la matrice devient un conducteur conventionnel introduisant une résistance finie. Cependant, le composant îlot conserve sa supraconductivité.

C'est pourquoi les mesures sur le matériau en vrac montrent une résistance finie mais aussi l'effet Meisner.

Ce qui est intéressant à propos du composant insulaire, c'est qu'il doit s'agir d'un supraconducteur à des températures supérieures à 200K, peut-être même jusqu'à 250K. C'est la température ambiante.

Cela soulève une question évidente : quelle est la différence entre le composant insulaire et le composant matriciel ? Kresin et Wolf ne le savent pas mais ils font une suggestion. Les supraconducteurs sont extrêmement sensibles au mélange d'atomes qui les composent. Leur idée est que les îlots à haute température se forment là où les isotopes atomiques modifient subtilement les propriétés du matériau.

On ne sait pas exactement comment un isotope peut faire cela. Mais Kresin et Wolf disent qu'une expérience a montré que la substitution de O-18 à O-16 dans un autre cuprate augmente considérablement la deuxième température de transition.

C'est potentiellement excitant. En effet, ces gars disent avoir découvert un supraconducteur à température ambiante, même s'il fonctionne à l'intérieur d'un supraconducteur à plus basse température. La question de savoir si ces matériaux peuvent être isolés de manière à ce que l'effet apparaisse dans un matériau en vrac autonome sera une question importante à étudier.

Cependant, ces gars-là devront faire un peu plus de travail pour convaincre tout le monde. Le domaine de la supraconductivité est jonché de rapports sur des supraconducteurs à haute température qui se sont par la suite avérés difficiles ou impossibles à reproduire. Les chercheurs ont même un nom pour ces découvertes : des objets supraconducteurs non identifiés.

Il y a quelques années, nous avons examiné l'affirmation de Kresin selon laquelle nanoclusters d'aluminium supraconducteurs à 200K . Nous n'avons rien vu depuis.

Kresin et Wolf disent qu'ils envisagent de mener d'autres enquêtes. Si nous entendons davantage parler d'eux ou d'autres qui ont répété leur travail, nous saurons qu'il y a quelque chose dans ces affirmations. Sinon, nous devrons le considérer comme un autre USO.

Réf : arxiv.org/abs/1109.0341 : État supraconducteur non homogène et Tc intrinsèque : Supraconductivité proche de la température ambiante dans les cuprates

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