Alors que les gens s'émerveillent des progrès de la science et rêvent des hoverboards de Retour vers le futur ou des trains quantiques qui ne manqueront sans doute pas d'être mis en production par la SNCF très prochainement, rappelons que cet effet physique n'est pas exactement une découverte nouvelle. Son caractère impressionnant en fait même un spectacle de choix dans ce genre de salon à destination du grand public.
La "lévitation quantique" est en réalité une application particulière d'un phénomène physique appelé Effet Meissner-Ochsenfeld, des noms de Walther Meissner et Robert Ochsenfeld, physiciens allemands qui l'observèrent et le mesurèrent expérimentalement pour la première fois... en 1933. Cet effet consiste en l'expulsion d'un champ magnétique faible hors d'un superconducteur lorsqu'il est porté sous sa température critique.
Commençons par les bases : un superconducteur est un matériau présentant une résistance électrique nulle, pour peu qu'on le place au-dessous d'une certaine température critique (qui dépend du matériau). Placé dans un champ magnétique de faible intensité, le superconducteur va voir apparaître des courants électriques à proximité de sa surface. Le nouveau champ magnétique induit par ces courants surfaciques va alors annuler le champ global qui sera "expulsé" en dehors du superconducteur.
Pour ceux qui disposent d'un bagage scientifique, ce phénomène peut vous faire penser à l'absence de champ magnétique dans un conducteur parfait. Sauf que ce n'est pas la même chose, c'est beaucoup plus compliqué, et je vous enjoins à vous renseigner sur les équations de London pour plus de détails.
Que se passe-t-il alors si on augmente l'intensité du champ appliqué au superconducteurs ? Eh bien, tout dépend. Les superconducteurs n'ont pas tous les même propriétés (ce serait trop simple) et on distingue notamment les superconducteurs de type I et de type II.Dans le cas d'un super conducteur de type II la même valeur critique existe. Cependant, avant d'atteindre cette valeur, le matériau passe dans un état où le champ magnétique le traverse, mais de manière discrète - c'est-à-dire uniquement en certains points bien précis appelés des "tubes de flux". Ce phénomène est rendu possible par la finesse du superconducteur ainsi que l'existence d'imperfections dans sa structure cristalline.
Que va-t-il alors se passer, Jamie ? Eh bien c'est très simple : le superconducteur est désormais maintenu par les lignes de champ prisonnières à l'intérieur, ce qui lui permet de conserver une position fixe en lévitation, ou même en suspension si on place l'aimant au dessus.
Pour finir, plutôt que la vidéo-buzz originale je vous propose de regarder celle qui suit, des mêmes auteurs mais beaucoup plus complète.
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