Boaz Almog "levitates" a superconductor

Boaz Almog fait "léviter" un supraconducteur

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Traducteur: Inoubli Nadya Relecteur: Anna Cristiana Minoli

The phenomenon you saw here for a brief moment

Le phénomène que vous venez de voir ici

is called quantum levitation and quantum locking.

s'appelle lévitation quantique et verrouillage quantique.

And the object that was levitating here

Et l'objet qui lévitait ici

is called a superconductor.

s'appelle supraconducteur.

Superconductivity is a quantum state of matter,

La supraconductivité est un état quantique de la matière,

and it occurs only below a certain critical temperature.

qui se produit uniquement en dessous d'une certaine température critique.

Now, it's quite an old phenomenon;

Ce phénomène est assez vieux ;

it was discovered 100 years ago.

il a été découvert il y a 100 ans.

However, only recently,

Cependant, ce n'est que récemment,

due to several technological advancements,

en raison de plusieurs avancées technologiques,

we are now able to demonstrate to you

que nous avons pu vous démontrer

quantum levitation and quantum locking.

la lévitation quantique et le verrouillage quantique.

So, a superconductor is defined by two properties.

Ainsi, un supraconducteur est défini par deux propriétés.

The first is zero electrical resistance,

La première est une résistance électrique nulle,

and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor.

et la deuxième est l'expulsion d'un champ magnétique de l'intérieur du supraconducteur.

That sounds complicated, right?

Ça paraît compliqué, non?

But what is electrical resistance?

Mais qu'est-ce que la résistance électrique?

So, electricity is the flow of electrons inside a material.

Alors, l'électricité est le flux d'électrons à l'intérieur d'un matériau.

And these electrons, while flowing,

Ces électrons, tout en circulant,

they collide with the atoms, and in these collisions

entrent en collision avec les atomes, et durant ces collisions,

they lose a certain amount of energy.

ils perdent une certaine quantité d'énergie.

And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect.

Ils dissiperont cette énergie sous forme de chaleur, et vous en connaissez l'effet.

However, inside a superconductor there are no collisions,

Cependant, à l'intérieur d'un supraconducteur il n'y a aucune collision,

so there is no energy dissipation.

Il n'y a donc aucune dissipation d'énergie.

It's quite remarkable. Think about it.

C'est tout à fait remarquable. Pensez-y.

In classical physics, there is always some friction, some energy loss.

En physique classique, il y a toujours quelques frictions, une perte d'énergie.

But not here, because it is a quantum effect.

Mais pas ici, parce que c'est un effet quantique.

But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields.

Mais ce n'est pas tout, parce que les supraconducteurs n'aiment pas les champs magnétiques.

So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside,

Un supraconducteur tentera d'expulser le champ magnétique de l'intérieur,

and it has the means to do that by circulating currents.

et il peut le faire grâce à des courants de circulation.

Now, the combination of both effects --

La combinaison de ces deux effets,

the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --

l'expulsion des champs magnétiques et l'absence de résistance électrique,

is exactly a superconductor.

c'est exactement ce qui constitue un supraconducteur.

But the picture isn't always perfect, as we all know,

Mais ce n'est pas toujours clair, nous le savons tous,

and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.

et parfois les brins du champ magnétique demeurent à l'intérieur du supraconducteur.

Now, under proper conditions, which we have here,

Dans les conditions appropriées fournies ici,

these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor.

ces brins du champ magnétique peuvent être piégés à l'intérieur du supraconducteur.

And these strands of magnetic field inside the superconductor,

Et ces bouts de champ magnétique à l'intérieur du supraconducteur

they come in discrete quantities.

viennent en petites quantités.

Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics.

Pourquoi ? Parce que c'est un phénomène quantique. C'est de la physique quantique.

And it turns out that they behave like quantum particles.

Et il s'avère qu'ils se comportent comme des particules quantiques.

In this movie here, you can see how they flow one by one discretely.

Dans ce film, vous pouvez voir comment ils circulent un à un.

This is strands of magnetic field. These are not particles,

Ce sont des brins de champs magnétiques. Ce ne sont pas des particules.

but they behave like particles.

mais ils se comportent comme des particules.

So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.

C'est pour ça qu'on appelle ce phénomène lévitation quantique et verrouillage quantique.

But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field?

Mais qu'arrive-t-il au supraconducteur une fois à l'intérieur d'un champ magnétique ?

Well, first there are strands of magnetic field left inside,

Tout d'abord, il y a des brins de champ magnétique laissés à l'intérieur,

but now the superconductor doesn't like them moving around,

mais le supraconducteur ne veut pas qu'ils circulent,

because their movements dissipate energy,

parce que leurs mouvements dissiperont l'énergie,

which breaks the superconductivity state.

ce qui brise l'état de supraconductivité.

So what it actually does, it locks these strands,

Donc ce qu'il fait en réalité, c'est qu'il verrouille ces brins,

which are called fluxons, and it locks these fluxons in place.

appelés fluxons, qu'il verrouille en place.

And by doing that, what it actually does is locking itself in place.

Ce qu'il fait en fait c'est se verrouiller lui-même en place.

Why? Because any movement of the superconductor will change their place,

Pourquoi ? Parce que tout mouvement du supraconducteur changera leur place,

will change their configuration.

leur configuration.

So we get quantum locking. And let me show you how this works.

Nous obtenons donc un verrouillage quantique. Je vais vous montrer comment ça fonctionne.

I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough.

J'ai ici un supraconducteur que j'ai enveloppé pour qu'il reste froid assez longtemps.

And when I place it on top of a regular magnet,

Et quand je le place sur un aimant ordinaire,

it just stays locked in midair.

il reste verrouillé dans les airs.

(Applause)

(Applaudissements)

Now, this is not just levitation. It's not just repulsion.

Il ne s'agit pas simplement de lévitation ou de répulsion.

I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration.

Je peux réorganiser les fluxons, et il sera verrouillé dans cette nouvelle configuration.

Like this, or move it slightly to the right or to the left.

Comme ça, ou en le déplaçant légèrement vers la droite ou vers la gauche.

So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor.

Voici donc un verrouillage quantique, un vrai verrouillag du supraconducteur en trois dimensions.

Of course, I can turn it upside down,

Bien sûr, je peux le retourner à l'envers,

and it will remain locked.

et il restera verrouillé.

Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking,

Maintenant que nous comprenons que cette soi-disant lévitation est en fait un verrouillage,

Yeah, we understand that.

oui, nous l'avons bien compris,

You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet,

vous ne serez pas surpris d'entendre que si je prends cet aimant circulaire,

in which the magnetic field is the same all around,

dans lequel le champ magnétique est le même tout autour,

the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet.

le supraconducteur sera capable de tourner librement autour de l'axe de l'aimant.

Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained.

Pourquoi ? Parce que tant qu'il tourne, le verrouillage est maintenu.

You see? I can adjust and I can rotate the superconductor.

Vous voyez ? Je peux ajuster et je peux faire pivoter le supraconducteur.

We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.

Nous avons le mouvement sans friction. Il est encore en lévitation, mais il peut se déplacer librement.

So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet.

Ainsi, nous avons un verrouillage quantique et nous pouvons faire léviter le supraconducteur au-dessus de cet aimant.

But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this?

Mais combien de fluxons, de cordons magnétiques y a-t-il dans un seul disque comme ceci ?

Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot.

Nous pouvons les calculer, et il s'avère qu'il y en a beaucoup.

One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.

100 milliards de brins de champ magnétique à l'intérieur de ce disque d'environ 8 centimètres.

But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet.

Mais ce n'est pas ce qu'il y a de plus étonnant, parce qu'il y a quelque chose que je n'ai pas encore dit.

And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here

Ce qui est étonnant c'est que le supraconducteur que vous voyez ici

is only half a micron thick. It's extremely thin.

mesure un demi-micromètre d'épaisseur uniquement. Il est extrêmement mince.

And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight.

Et cette couche très mince est capable de faire léviter plus de 70 000 fois son propre poids.

It's a remarkable effect. It's very strong.

Cet effet est remarquable et puissant.

Now, I can extend this circular magnet,

Je peux étendre cet aimant circulaire,

and make whatever track I want.

et lui faire suivre le chemin que je veux.

For example, I can make a large circular rail here.

Par exemple, au-dessus de ce large rail circulaire ici,

And when I place the superconducting disk on top of this rail,

je peux placer le disque supraconducteur,

it moves freely.

qui s'y déplacera librement.

(Applause)

(Applaudissements)

And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate,

Ce n'est pas tout. Je peux ajuster sa position comme ça, le faire pivoter,

and it freely moves in this new position.

et il se déplace librement dans cette nouvelle position.

And I can even try a new thing; let's try it for the first time.

Et je peux même essayer autre chose ; essayons-la pour la première fois.

I can take this disk and put it here,

Je peux prendre ce disque et le mettre ici,

and while it stays here -- don't move --

et pendant qu'il y est -- ne bouge pas --

I will try to rotate the track,

Je vais essayer de faire pivoter la piste,

and hopefully, if I did it correctly,

et j'espère que, si je le fait correctement,

it stays suspended.

Il restera suspendu.

(Applause)

(Applaudissements)

You see, it's quantum locking, not levitation.

Vous voyez, c'est le verrouillage quantique, non pas de la lévitation.

Now, while I'll let it circulate for a little more,

Pendant que je le laisse circuler un peu plus longtemps,

let me tell you a little bit about superconductors.

permettez-moi de vous en dire un peu plus sur les supraconducteurs.

Now -- (Laughter) --

(Rires)

So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors,

Nous savons maintenant que nous sommes en mesure de transférer une quantité énorme de courants à l'intérieur des supraconducteurs,

so we can use them to produce strong magnetic fields,

nous pouvons donc les utiliser pour produire des champs magnétiques intenses,

such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on.

comme il en faut pour les appareils d'IRM, les accélérateurs de particules et ainsi de suite.

But we can also store energy using superconductors,

Mais nous pouvons aussi stocker de l'énergie en utilisant des supraconducteurs,

because we have no dissipation.

parce qu'il n'y a aucune dissipation.

And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations.

Et nous pourrions aussi produire des câbles d'alimentation, pour transférer des quantités énormes de courant entre les centrales électriques.

Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable.

Imaginez qu'il soit possible de renforcer une seule centrale avec un seul câble supraconducteur.

But what is the future of quantum levitation and quantum locking?

Mais quel est l'avenir de la lévitation quantique et du verrouillage quantique ?

Well, let me answer this simple question by giving you an example.

Permettez-moi de répondre à cette simple question avec un exemple.

Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand,

Imaginez que vous avez un disque similaire à celui que j'ai ici dans ma main,

three-inch diameter, with a single difference.

environ 8 centimètres de diamètre, avec une seule différence.

The superconducting layer, instead of being half a micron thin,

La couche du supraconducteur, au lieu de mesurer un micromètre d'épaisseur,

being two millimeters thin, quite thin.

c'est-à-dire mince de deux millimètres, très mince.

This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand.

Cette couche du supraconducteur de deux-millimètres d'épaisseur pourrait supporter 1000 kg, une petite voiture, dans ma main.

Amazing. Thank you.

Incroyable. Merci.

(Applause)

(Applaudissements)