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Un bond quantique pour la nouvelle génération de supraconducteurs

Des scientifiques financés par l'UE ont démontré que les supraconducteurs peuvent fonctionner à des températures plus élevées, ouvrant ainsi la voie à de nombreuses nouvelles applications industrielles.

Les matériaux quantiques, des matériaux conçus à l'échelle subatomique, peuvent être optimisés pour obtenir des propriétés utiles qui ne sont généralement pas naturelles, comme la supraconductivité, la capacité de conduire de l'électricité sans résistance en-dessous d'une certaine température. Le projet ambitieux de six ans financé par l'UE et intitulé Q-MAC (Frontiers in Quantum Materials Control) a été lancé en 2013 et a déjà réalisé plusieurs progrès importants dans ce domaine. Les résultats contribueront à élargir les connaissances européennes sur la supraconductivité et aidera à développer de nouvelles applications industrielles comme les superordinateurs et les trains à sustentation magnétique. Des supraconducteurs à plus hautes températures L'équipe a, par exemple, montré que l'application de faisceaux lasers sur des supraconducteurs les faisait fonctionner à des températures plus élevées. Il s'agit d'une découverte importante étant donné que les supraconducteurs ne fonctionnent qu'à basse température, ce qui nécessite l'utilisation d'azote liquide ou d'hélium. Les supraconducteurs sont utilisés dans de nombreux équipements et instruments de pointe comme les scanners médicaux, les circuits informatiques électroniques super-rapides et les trains utilisant des aimants supraconducteurs pour se déplacer sur les rails en évitant toute friction et tout contact. Le développement de supraconducteurs fonctionnant à des températures plus élevées, ou même à température ambiante, pourrait aider à réduire les coûts en éliminant le besoin de baisser la température et entraîner ainsi de nouvelles applications. En se concentrant sur des matériaux composés d'atomes de potassium et de carbone disposés en structures similaires à des balles, l'équipe du projet Q-MAC tentera de trouver d'autres supraconducteurs qui peuvent être forcés à fonctionner à des températures encore plus élevées. Les chercheurs concevront également de nouveaux méta-matériaux, des matériaux non naturels, qui offrent une supraconductivité optimisée. Des supraconducteurs à haute température pour des applications pratiques Un autre objectif est d'assurer la stabilité des supraconducteurs à haute température qui peuvent être exploités pour des applications pratiques. Il s'agit d'une démarche quelque peu complexe; la supraconductivité à haute température est une propriété délicate difficile à maintenir sur de longues périodes de temps. Le défi est donc d'éviter que la chaleur ou tout autre facteur environnemental perturbe le système. Pour ce faire, l'équipe du projet s'est penchée sur la possibilité d'introduire une couche supplémentaire au système supraconducteur entre les couches de protection des matériaux spécialement conçus, ce qui permettra d'éliminer toute perturbation. Ces techniques expérimentales innovantes, associées à des simulations informatiques de pointe, seront testées. L'équipe du projet a également découvert que des pulsations de rayons X ultra courtes peuvent provoquer des vibrations au niveau des cristaux, déclenchant ainsi une modification des propriétés magnétique d'une couche atomiquement fine placée à la surface. Cette couche d'oxyde atomiquement fine possède des propriétés très différentes de sa forme brute. Ainsi les structures d'oxydes complexes sont des instruments versatiles pour le développement de propriétés spécifiques pour les matériaux et les appareils. Ces méta-matériaux de contrôle de lumière ultra-rapides pourraient entraîner de nouvelles perspectives dans les technologies de stockage magnétique. En plus de la praticabilité, le projet Q-MAC se concentre sur le développement de meilleures connaissances théoriques du comportement des atomes et des électrons dans les matériaux quantiques. Le projet Q-MAC devrait s'achever en septembre 2019. Pour plus d'informations, veuillez consulter: site web du projet Q-MAC

Pays

Allemagne

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