LK

Nov 25, 2023

Les experts continuent de s’opposer aux allégations extraordinaires concernant un supraconducteur à température ambiante. Mais même un échec pourrait ouvrir de nouvelles voies à la recherche sur les matériaux.

Lorsque des scientifiques sud-coréens ont signalé une avancée potentielle dans le domaine des supraconducteurs fin juillet, leurs affirmations ont déclenché des vagues d'enthousiasme et de scepticisme alors que les chercheurs du monde entier se sont précipités pour reproduire les expériences.

Un tel supraconducteur – transmettant l’électricité sans perte d’énergie à température ambiante et à pression atmosphérique ordinaire – est le Saint Graal de la science des matériaux. Les rêveurs espèrent des supraconducteurs à température ambiante qui pourraient maximiser l’efficacité de nos réseaux énergétiques et dynamiser la production d’énergie de fusion ; accélérer les progrès sur les ordinateurs quantiques ; ou contribuer à inaugurer une ère de transport ultra-rapide.

Cependant, dans les semaines qui ont suivi ce premier rapport, l'histoire du supraconducteur LK-99 a été entièrement axée sur ce qui se passe dans les laboratoires, ce qui a rapidement ramené le battage médiatique sur terre. Les efforts de réplication et de confirmation ont soutenu les sceptiques et ont apporté plus de clarté sur ce qu'est et ce qu'il n'est pas.

Le 22 juillet, des physiciens sud-coréens ont mis en ligne deux articles sur arXiv, un référentiel de recherches pré-imprimées – celles qui n'ont pas encore été évaluées par des pairs et publiées dans une revue scientifique. C'est essentiellement comme télécharger une première ébauche de votre travail. Les chercheurs ont affirmé avoir produit le premier supraconducteur à température ambiante avec une « structure plomb-apatite modifiée » dopé au cuivre et baptisé LK-99.

Une partie de la « preuve » fournie par l’équipe était une vidéo montrant le composé en lévitation au-dessus d’un aimant, une caractéristique clé des matériaux supraconducteurs.

Ces affirmations audacieuses ont fait sensation auprès des experts du domaine.

"Les produits chimiques sont très bon marché et faciles à fabriquer", a déclaré Xiaolin Wang, spécialiste des matériaux à l'Université de Wollongong en Australie. "C'est pour cela que c'est comme une bombe nucléaire dans la communauté."

Mais ce qui s'est passé dans ce laboratoire en Corée du Sud n'était qu'une toute première étape pour déterminer si les résultats pourraient avoir des implications pratiques sur la technologie et son rôle dans nos vies. Nous avions besoin de davantage de données et, dès le départ, il y avait lieu d’être prudent.

Un véritable supraconducteur à température ambiante serait une grosse affaire digne d’une fanfare. Les matériaux modernes que nous utilisons pour conduire l’électricité, comme le câblage en cuivre qui alimente votre maison en énergie, sont inefficaces. Lorsque les électrons dévalent le fil, ils heurtent les atomes du matériau, créant de la chaleur et perdant de l’énergie. C'est ce qu'on appelle la résistance électrique, c'est pourquoi jusqu'à 10 % de l'électricité est gaspillée lorsqu'elle transite par les lignes de transport jusqu'aux habitations. La perte d’énergie se produit également dans nos appareils électroniques.

Mais si les fils et les lignes de transmission étaient fabriqués à partir d’un matériau supraconducteur, ces pertes pourraient pratiquement être annulées. Les électrons forment des paires lorsqu'ils voyagent à travers le matériau et ne heurtent pas trop les atomes, ce qui leur permet de circuler librement.

Les matériaux supraconducteurs existent déjà et sont utilisés dans diverses applications, comme les appareils IRM, dans le monde entier. Cependant, celles-ci nécessitent des températures extrêmement basses (approchant du zéro absolu à environ moins 459 degrés Fahrenheit) ou des pressions extrêmement élevées (au-delà de 100 000 fois la pression atmosphérique).

Pendant ce temps, un système de lévitation magnétique supraconducteur est en cours de construction par Central Japan Railway pour transporter des passagers entre Tokyo et Nagoya. Le train SCMaglev utilise des roues en caoutchouc pour atteindre une vitesse d'environ 93 miles par heure avant que le système magnétique supraconducteur ne prenne le relais. Il devrait pouvoir atteindre des vitesses de 311 mph.

Le processus nécessite un alliage supraconducteur niobium-titane, qui est refroidi à moins 452 degrés Fahrenheit avec de l'hélium liquide.

Un supraconducteur à température ambiante comme le LK-99 rendrait cette entreprise beaucoup moins coûteuse et signifierait qu'il n'est pas nécessaire d'accumuler de l'hélium. (Contrairement à certaines inquiétudes des médias ces dernières années, nous ne manquerons pas d’hélium de sitôt, mais il n’est produit que dans quelques pays, de sorte que des problèmes d’approvisionnement peuvent entraîner des hausses massives de prix.)