The Spacetime Metric

De 8–12 ans · environ 7 minutes

Le métal qui laisse filer l'électricité

Qu'est-ce qu'un supraconducteur, et à quoi sert-il ?

La grande idée

Un supraconducteur ne fabrique pas d'énergie. Il arrête d'en gaspiller : l'électricité le traverse sans rien sur son chemin.

Fais d'abord ceci · À essayer à la maison

La balle qui continue et la balle qui abandonne

Commence avec tes mains. La lecture sera bien plus claire ensuite.

Il vous faut : Une balle qui roule, un sol lisse et dur, une serviette de bain, deux chaussettes pour marquer et un adulte avec vous

Coche chaque étape quand tu la fais

0 sur 3 étapes faites

Qu'est-ce que je dois observer ?

Observez : La même poussée a emmené la balle bien plus loin sur le sol que sur la serviette. Personne ne vous a repris la poussée : quelque chose l'a mangée en chemin. La serviette en mange beaucoup, le sol en mange un peu, et un supraconducteur n'en mange pas du tout. Toute l'idée est là : non pas un sol plus lisse, mais un sol qui ne prend absolument rien.

Continue la lecture pour savoir pourquoi cela arrive.

résistance
La façon dont presque tous les matériaux s'opposent un peu à l'électricité et en transforment une partie en chaleur.
supraconducteur
Un matériau qui, quand il est assez froid, laisse passer l'électricité sans aucune résistance. Seuls certains matériaux le font, et seulement quand ils sont très froids.
léviter
Rester en l'air sans rien qui vous tienne par en dessous.

Qu'est-ce qu'un supraconducteur, et à quoi sert-il ?

Poussez de l'électricité dans un fil ordinaire et le fil résiste un peu. Une partie de l'énergie se transforme en chaleur. Cette partie-là ne fait plus le travail que vous vouliez. On appelle cette bagarre la résistance. C'est pour cela qu'un chargeur devient tiède dans la main.

Un supraconducteur ne résiste pas du tout. Pas un peu. Pas du tout.

Refroidissez assez le bon matériau et quelque chose bascule. L'électricité le traverse alors sans rien sur son chemin. Lancez un courant en rond dans un anneau de ce matériau. Le courant continue de tourner tout seul, sans personne pour le pousser.

Un enfant en bonnet de laine et moufles regarde un petit disque de métal suspendu en l'air au-dessus d'un disque givré posé sur une table, avec de la brume froide qui coule autour.
Un supraconducteur en train de faire ce qui l'a rendu célèbre. La brume froide est l'indice : cela ne marche que tant qu'il est bien plus froid que le congélateur de la maison.

Il repousse les aimants

Approchez un aimant d'un supraconducteur froid et le supraconducteur pousse en retour.

Il fabrique son propre magnétisme, dirigé dans l'autre sens. Le champ de l'aimant ne peut donc pas entrer. Lâchez l'aimant et il reste suspendu en l'air au-dessus. On voit de part en part dans l'espace laissé. C'est la photo de l'image plus haut. Le département de l'Énergie des États-Unis explique ce qui se passe à l'intérieur : le DOE explique la supraconductivité (en anglais).

La gravité n'a pas été éteinte sous cet aimant flottant. La Terre le tire vers le bas aussi fort que jamais. La poussée du supraconducteur le retient vers le haut d'autant.

Le froid est la partie difficile

Chaque supraconducteur que nous avons a sa propre température. Il ne fait le tour qu'en dessous d'elle. Toutes ces températures sont bien plus froides qu'un congélateur de cuisine. Le refroidissement se fait donc avec des liquides plus froids que tout ce que vous devriez toucher.

Voilà pourquoi c'est un travail de laboratoire, avec des gens formés. Ce n'est pas une chose à essayer sur la table de la maison. Votre balle et votre serviette, elles, sont la partie que vous pouvez faire.

Encore une chose, et elle compte. Un supraconducteur ne fabrique pas d'énergie. Ce n'est pas une pile. Ce n'est pas un moteur magique. Il porte ce que vous lui donnez et n'en gaspille rien en route. Ne rien gaspiller, c'est déjà énorme.

Ce que les gens construisent avec

Les scanners d'hôpital. La grosse machine qui prend une image de votre intérieur, sans vous ouvrir, est construite autour d'un aimant immense. Cet aimant est une bobine de fil supraconducteur. Une bobine ordinaire aussi puissante se ferait cuire elle-même.

Les trains qui flottent. Certains trains roulent au-dessus de leur voie au lieu de rouler dessus. Des aimants les tiennent en l'air et les poussent. Sans roues qui touchent, il n'y a ni secousses ni frottement.

Les meilleurs détecteurs d'aimants qui existent. Des anneaux supraconducteurs remarquent des champs magnétiques bien trop faibles pour tout le reste. Même le minuscule murmure magnétique d'un cœur qui bat.

Ce que changerait un supraconducteur tiède

Les scientifiques cherchent un matériau qui ferait cela sans le froid. On l'appelle un supraconducteur à température ambiante.

Ce ne serait pas une magie nouvelle. Ce serait le même tour, avec la partie difficile enlevée. Plus de liquide glacial. Plus de gros appareils de refroidissement. Plus de facture pour garder tout cela au froid. Les scanners pourraient être plus petits. Les fils pourraient porter l'électricité à travers un pays sans rien en perdre.

Alors les gens continuent de chercher, et ils cherchent soigneusement. Ici, le soin compte. Un matériau qui y arrive doit y arriver encore, dans le laboratoire de quelqu'un d'autre, un autre jour.

À toi de jouer

Trouvez trois objets de la maison qui chauffent pendant qu'ils travaillent. Un chargeur, une lampe, un ordinateur portable. Cette chaleur, c'est le péage que paie l'électricité au passage.

Puis posez la bonne question. Si vous pouviez supprimer le péage, que construiriez-vous en premier ?

Pour les adultes et les lecteurs plus âgés

Cette leçon vient du Chapitre 11: Contrôle de la gravité et supraconducteurs et de l'unité de la carte Contrôle de la gravité et supraconducteurs.