47. La supraconduction

En 1911, le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes étudiait les propriétés des métaux refroidis à très basse température. Il avait mis au point une méthode pour refroidir l’hélium jusqu’à ce qu’il devienne liquide, à 4,2 kelvins (4,2 degrés au-dessus de la température la plus basse possible, le zéro absolu, soit – 273 °C). En plaçant des métaux dans de l’hélium liquide, il pouvait étudier les modifications de leur comportement électrique.
Il plaça un tube à essai contenant du mercure dans de l’hélium liquide et eut la surprise de constater que la résistance électrique du mercure s’effondrait. Ce métal est liquide à la température ambiante et devient solide à 4 kelvins. À cette température, le mercure se comporte comme un conducteur parfait, c’est-à-dire que sa résistance s’annule. Le mercure solide est « supraconducteur ».
D’autres métaux, tels le plomb, le niobium et le rhodium sont également supraconducteurs, alors que les métaux usuels, tels le cuivre, l’argent ou l’or ne le sont pas. Le plomb devient supraconducteur à 7,2 kelvins, et tous les éléments qui ont cette propriété ont également une « température critique » caractéristique, au-dessous de laquelle la résistance disparaît. Les courants électriques qui circulent dans les supraconducteurs ne ralentissent jamais. De tels courants peuvent circuler dans des anneaux en plomb super-refroidis pendant des années sans perdre d’énergie. Au contraire, à température ambiante, ces courants diminuent rapidement. Dans les supraconducteurs, la résistance est si faible que des courants pourraient circuler pendant des millions d’années sans faiblir…