Comment fonctionne un supraconducteur?

Afin de comprendre comment fonctionne un supraconducteur, il peut être utile d'examiner le fonctionnement d'un conducteur ordinaire en premier.Certains matériaux tels que l'eau et le métal permettent aux électrons de les circuler assez facilement, comme l'eau à travers un tuyau de jardin.D'autres matériaux, tels que le bois et le plastique, ne permettent pas aux électrons de passer, ils sont donc considérés comme non conducteurs.Essayer de faire passer l'électricité à travers eux, c'est comme essayer de faire passer de l'eau à travers une brique.

Même parmi les matériaux considérés comme conducteurs, il peut y avoir de grandes différences dans la quantité d'électricité qui peut réellement passer.En termes électriques, c'est ce qu'on appelle la résistance.Presque tous les conducteurs normaux de l'électricité ont une certaine résistance car ils ont leurs propres atomes, qui bloquent ou absorbent les électrons lorsqu'ils traversent le fil, l'eau ou d'autres matériaux.Un peu de résistance peut être utile pour garder le débit électrique sous contrôle, mais il peut également être inefficace et inutile.

Un supraconducteur prend l'idée de résistance et le tourne sur sa tête.Un supraconducteur est généralement composé de matériaux synthétiques ou de métaux tels que le plomb ou le niobiumtitanium qui ont déjà un faible nombre atomique.Lorsque ces matériaux sont congelés à zéro presque absolus, quels atomes ils ont brut à un halte presque.Sans toute cette activité atomique, l'électricité peut circuler dans le matériau sans pratiquement aucune résistance.En termes pratiques, un processeur informatique ou une voie ferrée électrique équipée d'un supraconducteur utiliserait très peu d'électricité pour remplir ses fonctions.

Le problème le plus évident avec un supraconducteur est la température.Il existe peu de façons pratiques de superacke des grandes fournitures de matériel supraconducteur au point de transition requis.Une fois qu'un supraconducteur commence à se réchauffer, l'énergie atomique d'origine est restaurée et le matériau crée à nouveau une résistance.L'astuce pour créer un supraconducteur pratique réside dans la recherche d'un matériau qui devient supraconducteur à température ambiante.Jusqu'à présent, les chercheurs n'ont découvert aucun matériau métal ou composite qui perd toute sa résistance électrique à des températures élevées.

Pour illustrer ce problème, imaginez un fil de cuivre standard comme une rivière d'eau.Un groupe d'électrons est dans un bateau essayant d'arriver à destination en amont.La puissance de l'eau qui coule en aval crée une résistance, ce qui fait que le bateau doit fonctionner encore plus dur pour traverser toute la rivière.Au moment où le bateau atteint sa destination, de nombreux passagers d'électrons sont trop faibles pour continuer.C'est ce qui se passe avec un conducteur régulier - la résistance naturelle provoque une perte de puissance.

Imaginez maintenant si la rivière était complètement gelée et que les électrons étaient dans un traîneau.Comme il n'y aurait pas d'eau coulant en aval, il n'y aurait pas de résistance.Le traîneau passerait simplement sur la glace et déposerait presque tous les passagers d'électrons en toute sécurité en amont.Les électrons n'ont pas changé, mais la rivière a été modifiée par la température pour ne mettre en place aucune résistance.Trouver un moyen de geler la rivière à une température normale est l'objectif ultime de la recherche sur les supraconducteurs.