Historique

Une découverte fortuite qui ne doit rien au hasard

Tout commence au XIXème siècle. La THERMODYNAMIQUE établit ses fondements sur des bases solides à partir de l’étude des gaz parfaits.

Un gaz parfait est un modèle de gaz idéal. Il ne peut devenir liquide ou solide qu’au zéro absolu : -273,15°C (0 K). Or un gaz parfait n’existe pas. Il y a uniquement des gaz dits réels, liquéfiables à d’autres températures que le zéro absolu.

C’est Faraday qui remporte le premier succès en liquéfiant le chlore à – 35°C en 1823, puis le dioxyde de soufre (SO2), l’hydrogène sulfuré (H2S) et le gaz carbonique (CO2).


Kamerlingh Onnes
Pour liquéfier les gaz, il faut produire de très basses températures.

En 1877, Cailletet et Pictet liquéfient l’air à -196,15°C (77 K).
En 1899, Dewar liquéfie l’hydrogène à -253,15 °C (19,85 K).
En 1908, Kamerlingh Onnes liquéfie l’hélium à - 269 °C (4,2 K).

Désormais, on sait liquéfier tous les gaz connus.

La maîtrise des très basses températures permet d’aborder une autre question fondamentale : la résistance électrique des métaux très purs devient-elle nulle au zéro absolu ?

Kamerlingh Onnes étudie le mercure qu’on peut obtenir avec une pureté de 99,99999 % et ... c’est le COUP DE TONNERRE DE 1911 : contrairement à toute attente, la résistance électrique du mercure devient nulle à 4,2 K.

Ce phénomène, appelé "supraconductivité" est totalement inexpliqué à l’époque, mais on découvre très rapidement qu’il n’est pas rare.
Courbe de Kamerlingh Onnes

C’est grâce à la conjonction de recherches techniques et appliquées - la liquéfaction des gaz et l’obtention des très basses températures - et de recherches fondamentales - la résistance électrique limite des métaux est-elle nulle au zéro absolu ? - que la supraconductivité fut découverte.

Elle ne doit donc rien au hasard.

   La course aux hautes températures

Depuis la découverte de Kamerlingh Onnes, beaucoup d’éléments chimiques ont été identifiés comme matériaux supraconducteurs, mais le défi portait sur la découverte d’autres matériaux supraconducteurs à des températures critiques plus élevées.
 

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