L’article que je propose concene le
magnétisme et ses étrangetés;’’ Why deep
freezing iron-based materials makes them both magnetic and superconducting’’’’
by Vittoria D'alessio, University of Bath:’’
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‘’ Pourquoi
les matériaux surgelés à base de fer les rendent à la fois magnétiques et
supraconducteurs
par
Vittoria D'alessio, Université de Bath
Le
magnétisme peut être généré simplement en faisant passer un courant dans un fil
métallique mais la façon dont il
interagit avec d'autres phénomènes physiques (tels que la supraconductivité)
est encore entourée de mystère.
Crédit : Université de Bath
Des
physiciens de l'Université de Bath au Royaume-Uni, en collaboration avec des
chercheurs des États-Unis, ont découvert un nouveau mécanisme permettant au
magnétisme et à la supraconductivité de coexister dans le même matériau.
Jusqu'à présent, les scientifiques ne pouvaient que deviner comment cette
coexistence inhabituelle pourrait être possible. La découverte pourrait
conduire à des applications dans les technologies de l'énergie verte et dans le
développement de dispositifs supraconducteurs, tels que le matériel
informatique de nouvelle génération.
En règle
générale, la supraconductivité (la capacité d'un matériau à faire passer un courant
électrique avec une efficacité parfaite) et le magnétisme (vu à l'œuvre dans
les aimants de réfrigérateur) font de mauvais couples car l'alignement des
minuscules particules magnétiques électroniques dans les ferro-aimants conduit
généralement à la destruction de paires
d'électrons responsables de la supraconductivité. Malgré cela, les chercheurs
de Bath ont découvert que le supraconducteur à base de fer RbEuFe4As4, qui est
supraconducteur en dessous de -236°C, présente à la fois une supraconductivité
et un magnétisme en dessous de -258°C.
David
Collomb, étudiant de troisième cycle en recherche en physique, qui a dirigé la
recherche, a expliqué : « Il y a un état dans certains matériaux où, si vous
les refroidissez vraiment, et beaucoup
plus froids qu dans l'Antarctique, ils
deviennent supraconducteurs. Mais pour que cette supraconductivité passe au degré
suivant... au niveau des applications, le matériau doit coexister avec des
propriétés magnétiques.Cela permettrait de développer des dispositifs
fonctionnant sur un principe magnétique, tels que la mémoire magnétique et le
calcul utilisant des matériaux magnétiques, pour profiter également des
avantages de la supraconductivité.
"Le
problème est que la supraconductivité est généralement perdue lorsque le magnétisme
est activé. Pendant de nombreuses décennies, les scientifiques ont essayé
d'explorer une multitude de matériaux qui auraiennt les deux propriétés dans un
seul matériau, et les scientifiques des matériaux ont récemment réussi à
fabriquer une poignée de tels matériaux. Cependant, tant que l'on ne comprend
pas pourquoi la coexistence est possible, la chasse à ces matériaux ne peut se
faire avec un peigne aussi fin.
"Cette
nouvelle recherche nous donne un matériau qui a une large plage de température
où ces phénomènes coexistent, et cela nous permettra d'étudier l'interaction
entre le magnétisme et la supraconductivité de plus près et de manière très
détaillée. Espérons que cela nous permettra d’ identifier le mécanisme …
Dans une
étude publiée dans Physical Review Letters, l'équipe a étudié le comportement
inhabituel de RbEuFe4As4 en créant des cartes de champ magnétique d'un matériau
supraconducteur lorsque la température diminuait. À leur grande surprise, ils
ont découvert que les tourbillons (les points dans le matériau supraconducteur
où le champ magnétique pénètre) présentaient un élargissement prononcé près de
la température de -258°C, indiquant une forte suppression de la
supraconductivité lorsque le magnétisme s'est activé.
Ces
observations sont en accord avec un modèle théorique récemment proposé par le
Dr Alexei Koshelev du Argonne National Laboratory aux États-Unis. Cette théorie
décrit la suppression de la supraconductivité par les fluctuations magnétiques
dues aux atomes d'europium (Eu) dans les cristaux. Ici, la direction magnétique
de chaque atome d'Eu commence à fluctuer et à s'aligner avec les autres, à
mesure que le matériau descend en dessous d'une certaine température. Cela rend
le matériau magnétique. Les chercheurs de Bath concluent que si la
supraconductivité est considérablement affaiblie par l'effet magnétique, elle
n'est pas complètement détruite.
"Cela
suggère que dans notre matériau, le magnétisme et la supraconductivité sont
séparés l'un de l'autre dans leurs propres sous-réseaux, qui n'interagissent
que de manière minimale", a déclaré M. Collomb.
« Ce
travail fait considérablement progresser notre compréhension de ces phénomènes
coexistants rares et pourrait conduire à d'éventuelles applications dans les
dispositifs supraconducteurs du futur. Il engendrera une chasse plus
approfondie dans les matériaux qui présentent à la fois la supraconductivité et
le magnétisme. Nous espérons qu'il encouragera également les chercheurs à plus
domaines appliqués pour prendre certains de ces matériaux et en faire des
appareils informatiques de nouvelle génération.
"J'espère
que la communauté scientifique entrera progressivement dans une ère où nous
passerons de la recherche du ciel bleu à la fabrication d'appareils à partir de
ces matériaux. Dans une dizaine d'années, nous pourrions voir des prototypes
d'appareils utilisant cette technologie qui font un vrai travail."
Les
collaborateurs américains de ce projet étaient l'Argonne National Laboratory,
l'Université Hofstra et l'Université Northwestern.
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further
Discovery of a mechanism for making
superconductors more resistant to magnetic fields
More information: D. Collomb et al, Observing the
Suppression of Superconductivity in RbEuFe4As4 by Correlated Magnetic
Fluctuations, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.157001
Journal
information: Physical Review Letters
Provided by University of Bath
MON COMMENTAIRE
Bon travail experimental …..Mais ce sont les
-258 °C qui me gênent … Je n’ imagine rien de tel dans votre maison !
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