Des scientifiques découvrent un supraconducteur dans des bits de météorite

Selon une nouvelle étude, les scientifiques ont détecté des traces de matériaux supraconducteurs à l’intérieur de l’une des plus grandes météorites du monde.

Les supraconducteurs sont des matériaux qui peuvent conduire le courant électrique sans résistance, et ils sont convoités par les chercheurs qui étudient ordinateurs quantiques et les entreprises espérant transfert d’énergie plus efficacement. Le supraconducteur à l’intérieur de la météorite australienne est un matériau connu, mais la découverte elle-même est un choc.

« Le gros point à retenir est qu’il existe une supraconductivité dans le ciel, qui se produit naturellement », a déclaré à Gizmodo Ivan Schuller, l’un des principaux auteurs de l’étude de l’Université de Californie à San Diego.

L’équipe de Schuller ne s’intéresse pas seulement aux météorites, elle recherche partout la supraconductivité. Il y a six ans, son équipe a lancé une technique appelée spectroscopie micro-ondes à modulation de champ magnétique (MFMMS). La méthode MFMMS commence par les scientifiques qui mettent de minuscules fragments d’échantillon dans une cavité remplie de micro-ondes et d’un champ magnétique oscillant, puis la refroidissent. Lorsque les échantillons passent des conducteurs aux supraconducteurs, la façon dont ils absorbent les micro-ondes change radicalement. La méthode MFMMS permet aux scientifiques de parcourir rapidement de nombreux matériaux pour déterminer s’ils sont supraconducteurs ou non.

Et c’est exactement ce que les chercheurs faisaient ici; ils utilisaient une subvention de la United States Air Force pour rechercher la supraconductivité dans tous les matériaux qu’ils pouvaient tester. Étant donné les environnements extrêmes dans lesquels les matériaux extraterrestres pouvaient se former, les météorites étaient un endroit logique pour chercher.

L’équipe a scanné des centaines d’échantillons de météorites: d’abord des météorites microscopiques, puis des fragments plus gros. L’étudiant diplômé James Wampler a finalement mesuré la transition supraconductrice in deux fragments de météorite: un de la météorite de Mundrabilla, l’une des plus grandes météorites du monde comprenant 22 tonnes de pièces éparpillées sur Les plaines australiennes de Nullarbor, et un de une météorite appelée GRA 95205. ThLe matériau supraconducteur était un alliage d’indium, de plomb et d’étain, un matériau précédemment connu sous le nom de supraconducteur pour les scientifiques. C’est la première preuve de la supraconductivité dans l’espace.

Cette découverte n’était pas un moment glamour «eureka». Étant donné que le supraconducteur était un matériau déjà connu sur Terre, les scientifiques se sont immédiatement demandé s’ils avaient contaminé accidentellement les échantillons.

« Je ne me souviens pas du moment où je l’ai trouvé », a déclaré Wampler à Gizmodo. « Votre première réaction est que cela vous fait semblant, c’est autre chose. C’est très cynique, pas dans le mauvais sens, mais être cynique vous fait revérifier. « 

L’équipe a apporté leurs échantillons aux scientifiques Yimei Zhu et Shaobo Cheng du Brookhaven National Lab pour les inspecter en utilisant microscopes électroniques. Ce n’est qu’après cette confirmation qu’ils pouvaient se sentir confiants d’avoir découvert un supraconducteur naturel depuis l’espace. Wampler d’abord a présenté ses résultats lors de la réunion de mars de l’American Physical Society en 2018, et l’équipe a publié son article évalué par les pairs dans les Actes de l’Académie nationale des sciences aujourd’hui.

Munir Humayun, professeur à la Florida State University qui a examiné l’étude, a estimé qu’elle était très intéressante. Il a déclaré que les auteurs avaient fait un bon travail en excluant les sources évidentes de contamination, mais qu’ils trouvaient toujours déconcertant que nous savons que cet alliage existe sous des formes synthétiques sur Terre. « Le problème des sources de contamination non évidentes est qu’elles ne sont pas évidentes », a-t-il déclaré à Gizmodo.

Pourtant, « ce document est l’un des documents choquants qui vous fait partir, whoa, nous devons regarder des choses que nous ne regardions pas auparavant », a déclaré Humayun. «Ce document ouvre la porte à tout un champ d’enquête pour examiner les métaux rares comme cesétain-alliages de plomb inconnus des météorites auparavant. »

Il est difficile de dire exactement comment cet alliage se forme dans l’espace. Ces composants de météorites auraient subi des changements chimiques comme le chauffage et la recristallisation pendantformation du système, obscurcissant l’environnement dans lequel leurs matériaux se sont d’abord formés. Bien que cet alliage ne soit pas un supraconducteur à température ambiante sur Terre, il existe des emplacements d’espace plus froids que les 5 degrés-Kelvin auquel il devient un supraconducteur. De plus, le type de matériau dans la météorite GRA 95205 montre qu’il s’est formé dans des conditions extrêmes qui auraient pu également former d’autres matériaux supraconducteurs.

Si ces alliages prenaient des propriétés supraconductrices dans le froid de l’espace, ils pourraient peut-être affecter les champs magnétiques qui les entourent, produisant des phénomènes potentiellement visibles pour les télescopes sur Terre. Mais ces hypothèses nécessiteront beaucoup plus de preuves, de modélisation et de recherche avant de retenir l’eau.

Pour l’équipe de Schuller, la découverte d’un matériau déjà connu sur Terre ne facilite pas leur quête de nouveaux supraconducteurs. À ce titre, ils prévoient de continuer à utiliser la méthode MFMMS pour parcourir d’autres échantillons qui pourraient contenir de nouveaux matériaux passionnants.