Un supraconducteur de “matière rouge” pourrait transformer l’électronique – s’il fonctionne

La supraconductivité à température ambiante et à pression ambiante est un objectif majeur de la science des matériaux depuis plus d’un siècle, et elle a peut-être enfin été atteinte. Si ce nouveau matériau supraconducteur tient le coup, il pourrait révolutionner la façon dont notre monde est alimenté – mais les résultats se dirigent d’abord vers un examen scientifique sérieux.

Lorsque le matériel est supraconducteurl’électricité le traverse avec une résistance nulle, ce qui signifie qu’aucune de l’énergie impliquée n’est perdue sous forme de chaleur. Mais tous les supraconducteurs fabriqués à ce jour ont nécessité des pressions extrêmement élevées, et la plupart ont nécessité des températures très basses.

Ranga Dias à l’Université de Rochester à New York et ses collègues disent avoir fabriqué un matériau à partir d’hydrogène, d’azote et de lutétium qui devient supraconducteur à seulement 21°C (69°F) et une pression de 1 gigapascal. C’est près de 10 000 fois la pression atmosphérique à la surface de la Terre, mais une pression encore bien inférieure à toutes les précédentes. matériau supraconducteur. “Disons que vous montiez à cheval dans les années 1940 lorsqu’une Ferrari vous a dépassé – c’est la différence entre les expériences précédentes et celle-ci”, explique Dias.

Pour fabriquer le matériau, ils ont placé une combinaison de trois éléments dans un enclume de diamant – une machine qui comprime des échantillons à des pressions extrêmement élevées entre deux diamants – et les comprime. Lorsque le matériau a été compressé, sa couleur est passée du bleu au rouge, ce qui a conduit les scientifiques à le surnommer “matière rouge”.

Les chercheurs ont ensuite mené une série de tests examinant la résistance électrique et la capacité calorifique de la matière rouge et son interaction avec un champ magnétique appliqué. Tous les tests ont montré que le matériau était supraconducteur, disent-ils.

Mais tous les chercheurs du domaine ne sont pas convaincus. “Ils ont peut-être découvert quelque chose d’absolument révolutionnaire et bouleversant dans ce travail, quelque chose qui mériterait un prix Nobel, mais j’ai quelques réserves”, dit-il. James Hamlin à l’Université de Floride.

Certaines de ses réserves et celles d’autres chercheurs en supraconductivité sont dues à la controverse entourant Documentaire 2020 de Dias et son équipequi revendiquait la supraconductivité à température ambiante et a ensuite été rétracté par une revue scientifique Nature. À l’époque, certains se sont demandé si les données présentées dans l’article étaient exactes et ont soulevé des questions sur la façon dont les données publiées étaient dérivées de mesures brutes.

“Jusqu’à ce que les auteurs fournissent des réponses à ces questions qui peuvent être comprises, il n’y a aucune raison de croire que (les données qu’ils publient dans cet article) reflètent les propriétés physiques d’échantillons physiques réels”, dit-il. Jorge Hirsch à l’Université de Californie à San Diego.

L’une des raisons pour lesquelles il est si difficile d’apaiser le scepticisme est que nous n’en savons pas assez sur la matière rouge pour construire une compréhension théorique. le mécanisme de son éventuelle supraconductivité. “Il reste encore beaucoup à faire pour comprendre la structure exacte de ce matériau, ce qui est très important pour comprendre comment ce matériau est supraconducteur”, déclare Dias. “Nous espérons que si nous pouvons le fabriquer en plus grande quantité, nous aurons une meilleure compréhension de la structure du matériau.”

Si les théoriciens peuvent comprendre exactement comment et pourquoi ce matériau devient supraconducteur, cela convaincra à la fois les chercheurs qu’il s’agit en fait d’un supraconducteur et pourrait mettre la matière rouge sur la voie de la production industrielle. “Les structures trouvées dans ce travail sont probablement assez différentes (des matériaux supraconducteurs précédemment confirmés)”, dit-il. Eva Žůrek à l’Université de Buffalo à New York. “Le mécanisme derrière la supraconductivité de ce composé peut être différent, mais je ne peux pas en être sûr car je n’ai pas de structure à partir de laquelle travailler.”

Si des groupes indépendants sont capables de vérifier la supraconductivité de la matière rouge et de déterminer sa structure, cela pourrait être l’une des découvertes scientifiques les plus impressionnantes de tous les temps. Un supraconducteur à température ambiante et à pression ambiante pourrait rendre le réseau électrique beaucoup plus efficace et respectueux de l’environnement. lévitation magnétique et bien plus encore. “Je pense qu’il existe de nombreuses technologies que nous n’avons même pas encore imaginées qui pourraient utiliser la supraconductivité à température et pression ambiantes”, déclare Zurek.

Cependant, les scientifiques ne rêvent pas encore d’une société supraconductrice. “De toute évidence, il y aura beaucoup d’examens minutieux”, a déclaré Hamlin. “Je pense que la différence avec le résultat précédent est que c’est à une pression si basse que beaucoup d’autres groupes peuvent le regarder.” Seuls quelques laboratoires dans le monde disposent d’enclumes en diamant coûteuses et compliquées capables d’atteindre les hautes pressions requises par les expériences de supraconductivité précédentes, mais les cellules de pression pouvant atteindre 1 gigapascal sont assez courantes.

C’est peut-être le facteur le plus important qui distingue ce travail du document qui a été retiré en 2020. “Leur travail précédent n’a toujours pas été reproduit par un groupe indépendant, mais celui-ci devrait être reproduit extrêmement rapidement”, dit-il. Tim Strobel à la Carnegie Institution for Science à Washington DC. « Nous allons le faire tout de suite. Si tout se passe bien, cela pourrait marquer le début d’une révolution énergétique.