Qu'est-ce qu'un supraconducteur ambiant et pourquoi le buzz autour de LK

La supraconductivité connaît un moment. L’idée de développer des techniques de transport d’électricité sans résistance est séduisante car elle a le potentiel de révolutionner le secteur de l’énergie, en réduisant les déchets, en réduisant les factures et en contribuant à freiner le réchauffement climatique. Mais jusqu’à présent, la supraconductivité n’a été obtenue qu’à des températures ou à des pressions extrêmes – comme -269 °C (-452 °F), limitant son utilisation à une poignée d’applications coûteuses comme les scanners IRM hospitaliers. C'est pourquoi les affirmations de cette année concernant une percée dans la découverte de la première technologie de supraconducteurs à température ambiante ont attiré l'attention du monde entier et déclenché une hausse de certaines actions coréennes et chinoises. Certains scientifiques ont exprimé de sérieux doutes sur le supraconducteur LK-99 mais, en raison de son potentiel à transformer la vie telle que nous la connaissons, le concept est devenu une obsession pour tout le monde, des chercheurs respectés aux streamers Twitch et aux célébrités de TikTok.

1. Qu'est-ce qu'un supraconducteur ?

Les propriétés capricieuses de l’électricité ont fasciné Benjamin Franklin et Nicola Tesla. Dans des circonstances normales, l’électricité est difficile à transporter d’un endroit à un autre car les électrons se heurtent, créant de la chaleur et réduisant la puissance. Les supraconducteurs sont des matériaux qui conduisent l’électricité avec une résistance presque nulle, sous certaines conditions. Actuellement, on sait qu'ils présentent de telles propriétés uniquement sous un refroidissement ou une pression extrême. En 1911, Mercure est devenu le premier matériau découvert possédant cette propriété. Depuis lors, il a été démontré que les alliages métalliques, les céramiques et d’autres matériaux conduisent l’électricité avec une résistance presque nulle, mais uniquement lorsqu’ils sont en surfusion.

2. Qu’est-ce qu’un supraconducteur à température ambiante et pourquoi est-il important ?

Un supraconducteur à température ambiante et à pression ambiante peut conduire l’électricité sans résistance et sans avoir à être refroidi jusqu’à un zéro presque absolu ni nécessiter une pression immense. La création et la mise à l'échelle de ce matériau pourraient révolutionner le transport de l'électricité et réduire les émissions de gaz à effet de serre : l'énergie solaire ou éolienne renouvelable pourrait par exemple être envoyée sur de grandes distances sans perte significative. Ils pourraient considérablement augmenter la viabilité de tout ce qui utilise l’électromagnétisme et accélérer le développement d’un réacteur à fusion commercialement viable. Il a été qualifié de « l’un des objectifs les plus recherchés dans toute la science des matériaux et la physique de la matière condensée » par la revue Science.

3. À quoi servent actuellement les supraconducteurs ?

Ils sont utilisés pour fabriquer des électro-aimants puissants et plus efficaces, qui peuvent être utilisés pour fabriquer des bobines dans certains appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM), permettant ainsi aux médecins d'examiner les tissus mous. Des aimants supraconducteurs sont utilisés au Japon pour soulever les trains au-dessus des rails grâce à la lévitation magnétique, éliminant ainsi la friction. Ces aimants supraconducteurs sont également essentiels aux accélérateurs de particules comme le Grand collisionneur de hadrons du CERN, ainsi qu'à la recherche sur la fusion nucléaire. Les ordinateurs quantiques, comme ceux construits par Microsoft Corp. et Google d'Alphabet Inc., s'appuient également sur des supraconducteurs.

4. Qu’est-ce qui rend la supraconductivité si difficile ?

De nombreuses recherches sur les supraconducteurs se sont concentrées sur les théories de ce qui se passe à l’intérieur des matériaux lorsqu’ils sont radicalement refroidis. Récemment, les scientifiques ont utilisé la modélisation informatique pour identifier les arrangements possibles d'atomes et les propriétés chimiques des matériaux qui pourraient créer des supraconducteurs fonctionnant dans différentes conditions. Mais il reste un nombre immense de combinaisons possibles qui nécessiteraient d’être testées.

5. Quelle est la nouvelle revendication ?

Deux articles rédigés par des scientifiques en matériaux du Centre de recherche sur l'énergie quantique et de l'Institut coréen des sciences et technologies, tous deux situés à Séoul, affirment avoir synthétisé un matériau supraconducteur à température ambiante « pour la première fois au monde ». Le composé, appelé LK-99, est formé de plomb, de phosphore et d'oxygène. Les chercheurs affirment avoir prouvé la supraconductivité du LK-99 en démontrant comment le matériau réagit lorsque de l'électricité le traverse ou lorsqu'il est exposé à des champs magnétiques, le tout sans refroidir le matériau ni le mettre sous pression. Les articles ont été partagés avant la publication, ce qui signifie que les travaux n'ont pas été examinés par des pairs experts. Cependant, ces articles ont incité les chercheurs et les laboratoires du monde entier à tenter de reproduire les résultats. Au moins une personne a diffusé ses efforts en direct sur Twitch.