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Effet Meissner

1933
  • Walther Meissner
  • Robert Ochsenfeld
Supraconducteur en laboratoire démontrant l'effet Meissner en physique des solides.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Discovered in 1933 by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld, the Meissner effect is the expulsion of a magnetic field from a superconductor during its transition to the superconducting state. When a material is cooled below its température critique ([latex]T_c[/latex]) in the presence of a weak external magnetic field, it actively cancels all magnetic flux inside it, becoming a perfect diamagnet.

The Meissner effect is a defining characteristic of supraconductivité, distinguishing it from a hypothetical perfect conductor. A perfect conductor, according to Lenz’s law, would trap any existing magnetic field inside it as it cools, because changing the flux would induce currents to oppose the change. In contrast, a superconductor actively expels the field. This expulsion is achieved by the generation of screening currents on the surface of the material. These currents create a magnetic field that perfectly cancels the external field within the bulk of the superconductor. The magnetic field penetrates only a small distance into the surface, known as the London penetration depth ([latex]\lambda[/latex]). This discovery was crucial because it showed that superconductivity is a true thermodynamic phase transition, not just a case of infinite conductivity. It provided a key piece of the puzzle that any microscopic theory of superconductivity would have to explain. The effect is the basis for the dramatic levitation demonstrations where a magnet floats above a high-temperature superconductor cooled with liquid nitrogen. The expulsion of the magnet’s field by the superconductor creates a repulsive force strong enough to counteract gravity.

L'effet Meissner disparaît lorsque le champ magnétique appliqué est trop fort. Pour les supraconducteurs de type I, la supraconductivité est brusquement détruite au-dessus d'un champ critique de [latex]H_c[/latex]. Pour les supraconducteurs de type II, le champ commence à pénétrer dans le matériau sous la forme de vortex de flux quantifiés au-dessus d'un champ critique inférieur [latex]H_{c1}[/latex], tandis que le matériau reste supraconducteur jusqu'à un champ critique supérieur beaucoup plus élevé [latex]H_{c2}[/latex].

UNESCO Nomenclature: 2211
- Physique de l'état solide

Taper

Propriété physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • découverte de la supraconductivité (1911)
  • Les équations de Maxwell de l'électromagnétisme
  • Loi de Lenz
  • compréhension du diamagnétisme

Applications

  • trains à sustentation magnétique (maglev)
  • paliers magnétiques supraconducteurs
  • diagnostic des matériaux supraconducteurs
  • démonstrations de phénomènes quantiques

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • systèmes de transport à grande vitesse sans frottement dans des tubes à vide
  • structures auto-assemblables utilisant des champs magnétiques programmables et des supraconducteurs
  • blindage actif des composants électroniques sensibles contre les interférences électromagnétiques
  • manipulation sans contact d'objets dans la fabrication et la médecine
  • hoverboards using high-temperature superconductors
  • systèmes de stabilisation pour architecture flottante
  • dispositifs de retour haptique créant des formes tactiles en lévitation
  • déchets tri systems using magnetic levitation to separate materials
  • pompes silencieuses et sans frottement pour fluides corrosifs ou sensibles
  • gyroscopes à rotors en lévitation pour une navigation ultra-précise
Related to: Meissner effect, superconductivity, diamagnetism, magnetic field expulsion, London penetration depth, température critique, Type I superconductor, screening currents, magnetic levitation, phase transition.

Contexte historique

Effet Meissner

1930
1931
1932
1933
1937
1940
1947
1930
1930
1931
1932
1936-01-01
1938
1940
1950

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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