Questions - Réponses

Sciences

Comment une augmentation de la vitesse influence-t-elle l'effet tunnel et la supraconductivité ?

Question de Colloque Wright

RTS Découverte

Réponse de Jill Guyonnet

Section de physique

Université de Genève

Une particule en mouvement possède une énergie appelée énergie cinétique, directement liée à sa vitesse de déplacement. Si une telle particule rencontre un obstacle à franchir, cette énergie cinétique doit être suffisamment grande pour que la particule puisse le franchir de manière classique. Si l'énergie cinétique de la particule est trop petite (i.e. si sa vitesse est trop réduite), l'effet tunnel, qui est un effet purement quantique, donne à la particule une petite probabilité de franchir quand même l'obstacle. Cette probabilité est d'autant plus élevée que l'énergie cinétique de la particule, et donc sa vitesse, est élevée. Il est à noter que l'énergie cinétique des particules au sein d'un matériau est liée à l'énergie thermique du matériau, qui décrit l'agitation moléculaire, et qui se traduit par la température de l'objet.

Dans le cas de la supraconductivité, les particules en mouvement sont des électrons réunis en paires, appelées paires de Cooper. L'état supraconducteur correspond à un état d'énergie plus basse que l'état normal, ce qui signifie que l'énergie cinétique (et donc la vitesse) des électrons doit être suffisamment petite pour que l'on soit dans l'état supraconducteur. La conséquence de cela est que l'état supraconducteur n'est possible que pour des températures inférieures à une température critique, qui correspond à la valeur possible maximale d'énergie cinétique.

24 novembre 2010

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