La clé pour comprendre la supraconductivité est de comprendre comment les électrons se comportent dans un métal normal. Dans un métal normal, les électrons entrent constamment en collision les uns avec les autres et avec les atomes du métal. Ces collisions font perdre de l’énergie aux électrons, ce qui signifie que le courant électrique n’est pas aussi fort qu’il pourrait l’être.
Cependant, dans un supraconducteur, les électrons sont capables de se déplacer librement sans entrer en collision les uns avec les autres ni avec les atomes du métal. En effet, les électrons d’un supraconducteur sont regroupés en paires de Cooper. Les paires de Cooper sont liées entre elles par une force appelée interaction électron-phonon. L’interaction électron-phonon est provoquée par les vibrations des atomes du métal.
Les paires de Cooper sont capables de se déplacer dans le métal sans entrer en collision grâce à leur petite taille. Ils sont environ 1 000 fois plus petits qu’un atome. Les paires de Cooper ont également une masse très faible, ce qui signifie qu'elles ne sont pas facilement affectées par les vibrations des atomes du métal.
La combinaison de ces facteurs permet aux paires de Cooper de se déplacer dans le métal sans perdre d'énergie. Cela signifie que le courant électrique dans un supraconducteur peut être très fort.
La supraconductivité a le potentiel de révolutionner de nombreux domaines technologiques. Certaines des applications potentielles de la supraconductivité comprennent :
* Transmission de puissance : Les supraconducteurs pourraient être utilisés pour transmettre de l’électricité sur de longues distances sans perdre d’énergie. Cela nous permettrait de construire des réseaux électriques plus efficaces et de réduire le besoin de combustibles fossiles.
* Moteurs et générateurs électriques : Les supraconducteurs pourraient être utilisés pour fabriquer des moteurs et des générateurs électriques bien plus efficaces que les modèles actuels. Cela nous permettrait d’économiser de l’énergie et de réduire notre dépendance aux énergies fossiles.
* Trains à sustentation magnétique (maglev) : Les supraconducteurs pourraient être utilisés pour créer des trains maglev capables de voyager à des vitesses très élevées. Les trains Maglev seraient beaucoup plus efficaces que les trains conventionnels et ne produiraient également aucune émission.
* Imagerie médicale : Les supraconducteurs pourraient être utilisés pour créer des appareils d’imagerie médicale plus puissants et plus sensibles, tels que les appareils IRM. Cela nous permettrait de diagnostiquer les maladies plus tôt et avec plus de précision.
La supraconductivité est un phénomène fascinant et utile qui a le potentiel de révolutionner de nombreux domaines technologiques. À mesure que les scientifiques continueront à en apprendre davantage sur la supraconductivité, nous trouverons des moyens nouveaux et innovants d’utiliser cette technologie pour améliorer nos vies.
