Ce que cela montre:

Un matériau supraconducteur en présence d’un champ magnétique externe exclut ce champ de son intérieur. Ceci est montré en faisant léviter un aimant au-dessus d’un supraconducteur à haute température.

Comment ça marche:

Nous avons un disque de 25 mm d’oxyde de cuivre de baryum d’yttrium en céramique (YBa2Cu3O7, aussi communément appelé « YBCO ») qui devient supraconducteur au-dessus des températures de l’azote liquide (Tc = 90K). En utilisant un aimant en néodyme cubique (4 mm de chaque côté, 0,5 gramme), deux effets peuvent être affichés. Tout d’abord, l’effet Meissner lui-même, en plaçant l’aimant sur le disque avant le refroidissement. Lorsque le disque se refroidit au-delà de sa température de transition, il expulse le flux magnétique externe et l’aimant commence à léviter. Alternativement, refroidissez le disque pour qu’il devienne supraconducteur, puis introduisez l’aimant. Le flux externe crée un courant continu dans le supraconducteur, dont le propre champ repousse l’aimant — le résultat est encore une fois l’aimant qui oscille à quelques mm au-dessus de la surface du disque. (Dans les deux cas, les détails de l’interaction entre l’aimant et le supraconducteur sont compliqués et ne peuvent pas être entièrement expliqués par la physique classique.)

Regardez cette vidéo de la démo en action.

Mise en place:

Le disque supraconducteur se trouve dans le segment inférieur de 5 mm d’une coupelle en polystyrène, qui repose elle-même sur une coupelle inversée entière; ceci est bien isolé et fournit une toile de fond blanche pour le disque YBCO et l’aimant en néodyme. Placez l’aimant sur le disque. Le YBCO et l’aimant ne doivent être manipulés qu’avec une pince à épiler. Utilisez un appareil photo avec un objectif macro pour composer une photo de l’intérieur de la tasse. Versez lentement l’azote liquide dans la coupelle de sorte qu’il immerge à peine le disque; le YBCO passera soudainement au supraconducteur après environ 10 à 15 secondes, moment auquel l’aimant s’élèvera à environ 7 mm au-dessus du disque.

Il s’agit d’un supraconducteur en céramique disponible dans le commerce.1 Sergent-Welch et la Cenco vendent également des kits.

Meissner, R.W., Ochsenfeld, R., Naturwissenschaften 21, p. 787 (1933)

Purcell, Edward et David Morin. Électricité et Magnétisme, Troisième édition. Il est l’auteur de plusieurs ouvrages. Imprimer.

Tinkham, Michael. Introduction à la Supraconductivité, Deuxième Édition. Mineola : Publications de Douvres, 2004. Imprimer.

1 Colorado Supraconductor Inc., Boîte postale 8223, Fort Collins, Colorado 80526