Supraconductivité, questions de 1S

[invite72cdd25e]

Bonjour !

Je suis un élève de Première S qui doit rendre son dossier écrit de TPE (qui concerne la supraconductivité) dans un jour et demi.

Et j'aurai encore quelques questions pour préciser ma pensée.

Premièrement est-il possible pour un élève de Première S de comprendre comment marche l'effet Meissner ? Les lignes de champ sont expulsées du supra, ok. Mais pourquoi ?
J'aimerai aussi une petite précision du côté du MAGLEV. J'ai essayé de comprendre le sujet ici qui en traitait, mais finalement je n'ai pas suivi: l'effet Meissner y est utilisé ou pas ? Le phénomène d'induction éléctromagnétique n'est pas synonyme d'effet Meissner, si ?

Enfin bref j'aimerai quelques précisions si possible de ce côté là (effet Meissner).

Ensuite pour le deuxième phénomène important: quand le matériau n'est pas supraconducteur, comment s'organise le réseau cristallin ? Je veux dire je crois avoir à peu près compris le truc avec les phonons etc, mais ce que j'ai pas compris, c'est pourquoi dans un métal non supraconducteur refroidi, la résistance ne devient pas nulle après une température critique.

Voilà voilà, j'espère que vous me répondrez rapidement. C'est pas que c'est pressé, mais presque.

Merci d'avance pour le temps que vous prendrez à tenter de m'expliquer ça,

Nakoops.
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[invite72cdd25e]

Personne pour éclairer ma lanterne ? Je veux pas faire mon emmerdeur, mais c'est que je suis plutôt pressé.

[deep_turtle]

Salut,

Je veux dire je crois avoir à peu près compris le truc avec les phonons etc, mais ce que j'ai pas compris, c'est pourquoi dans un métal non supraconducteur refroidi, la résistance ne devient pas nulle après une température critique.

Tu peux préciser ? Pourquoi t'attends-tu à ce que la résistance s'annule sous une température critique dans un conducteur ordinaire ?

[invite72cdd25e]

Et bien pourquoi les paires de Cooper n'apparaissent-elles pas dans un métal ordinaire ?



D'après ce que j'ai compris, en gros, l'électron déforme le maillage atomique créant ainsi une sorte de "cuvette" chargée positivement qui attire l'électron qui suit formant ainsi une paire.

Mais dans un métal ordinaire ça se passe comment ?

Mais mon principal problème réside dans l'effet Meissner. Il est possible à mon niveau de comprendre pourquoi les lignes de champ sont expulsées du supraconducteur ?

Merci de m'aider en tout cas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite72cdd25e]

Plus que 2h30, et c'est le drame... =D

En gros dès que je cherche un truc sur l'effet meissner je trouve ça:

Ils sont dit diamagnétiques parfaits (en parlant des supras) car toute variation de champ magnétique entraîne en leur sein des courants induits qui ne sont pas amortis du fait de l'absence de résistance. Ces courants induits créent un champ magnétique induit qui compense exactement la variation du champ magnétique extérieur. Cette propriété est utilisée pour réaliser la lévitation magnétique des supraconducteurs.

D'accord, mais quand on pose un aimant sur un supraconducteur non refroidi, et qu'on le refroidit, il n'y a pas variation du champ magnétique, si ? Et pourtant l'aimant lévite quand même...

[invite8ef897e4]

Salut,

j'ai pense a essayer de te repondre, mais c'est pas facile franchement. Le sujet est tellement vaste et repondre avec une image trop simplifiee peut induire plus d'erreurs que de comprehension. Il semble que tu souhaites parler de paires de Cooper et donc de la theorie BCS, mais donc tu n'abordes pas Landau-Ginzburg qui est supposement plus facile (et peut se deduite de BCS comme une approximation) ? Pour vraiment comprendre la physique dans supraconducteur, il faut comprendre que l'invariance de jauge electromagnetique y est rompue (ou brisee) et je ne pense pas que ce soit abordable en 1S. Non pas que tu ne puisses pas parler de supraconduction du tout, mais ne t'attends pas a maitriser les choses en profondeur.

quand on pose un aimant sur un supraconducteur non refroidi, et qu'on le refroidit, il n'y a pas variation du champ magnétique, si ?

Vraiment il y a une equation qui te dit que le champ doit decroitre exponentiellement sur une certaine distance caracteristique donc le champ n'est pas strictement nul partout. Il faut noter que l'on ne peut pas deduire cette equation de la simple hypothese "resistance zero" qui ne caracterise donc pas un supraconducteur. Il faut noter de plus que si le champ magnetique est trop important, il "casse" l'etat supraconducteur.

Sur la question des paires de Cooper, je n'ai pas trouve de reponse simple a te donner. Le mecanisme exact n'est pas trivial. Les images sont tres trompeuses. D'abord, l'image que tu montres suggeres que l'attraction a lieu entre un nombre arbitraire d'electron, pas juste une paire. Ensuite, elle suggere qu'un electron suit l'autre, alors qu'en fait, ils ont des impulsions opposees... Je ne sais pas si je dois te dire tout cela maintenant, si j'ai un conseil a te donner c'est de simplifier au maximum les choses et eviter de tendre des perches en suggerant des questions auquelles tu ne peux pas repondre. Il y a plein de raisons pour lesquelles ce mecanisme n'est pas pertinent dans un metal ordinaire. Ne serait-ce que l'agiation thermique due a la temperature. Sais-tu ce qu'on appelle le "gap" autour du "niveau de Fermi" ?

[invite8ef897e4]

Pour ceux que cela interesse, j'ai trouvee une petite reference qui permet de ne pas trimballer le Weinberg si vous voulez lire sur le lien entre photon massif, superconductivite et "brisure d'invariance de jauge" : Is electromagnetic gauge invariance spontaneously violated in superconductors?

[invite72cdd25e]

Merci pour cette réponse. Je vais essayer de comprendre ça à tête reposée. C'est bien ce que je me disais, on ne peut pas vraiment comprendre comment ça marche "simplement".

Il me semble avoir lu le mot "gap" dans un livre. Mais je ne sais plus à quoi ça correspond. Enfin bref de toute manière les profs en savent pas plus que moi donc je simplifierai au max comme tu dis, et on verra bien. J'essaie de me renseigner pour savoir si je pourrai répondre à des questions un peu difficiles.

Merci encore.

[invite8ef897e4]

C'est bien ce que je me disais, on ne peut pas vraiment comprendre comment ça marche "simplement".

Est-ce que tu as lu le cours de Feynman (dernier chapitre du tome 3) ? Je ne sais pas si tu as vraiment besoin de comprendre les modeles theoriques pour ton TPE, mais je pense que c'est un bon point d'entree.

[invite72cdd25e]

Si tu me dis ou est ce que je peux le choper, je le lirai le plus vite possible.

[invite8ef897e4]

Si tu me dis ou est ce que je peux le choper, je le lirai le plus vite possible.

Dans une bibliotheque j'imagine.