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Le prix Nobel de physique 1987 a été décerné au physicien allemand J. Georg Bednorz et au physicien suisse K. Alexander Muller pour avoir découvert que certaines classes de céramiques pouvaient être conçues sans résistance électrique, ce qui signifie qu’il existait des matériaux céramiques pouvant être utilisés comme supraconducteurs. L’aspect essentiel de ces céramiques est qu’elles représentaient la première classe de « supraconducteurs à haute température » et leur découverte a eu des effets révolutionnaires sur les types de matériaux qui pouvaient être utilisés dans des appareils électroniques sophistiqués
Ou, selon les termes de l’annonce officielle du prix Nobel, les deux chercheurs ont reçu le prix « pour leur importante percée dans la découverte de la supraconductivité des matériaux céramiques ».
La science
Ces physiciens n’ont pas été les premiers à découvrir la supraconductivité, qui avait été identifiée en 1911 par Kamerlingh Onnes lors de ses recherches sur le mercure. Essentiellement, comme la température du mercure était réduite, il y avait un point où il semblait perdre toute résistance électrique, ce qui signifiait que le courant électrique le traversait sans entrave, créant un surcourant. C’est ce que signifie être un supraconducteur. Cependant, le mercure ne présentait les propriétés supraconductrices qu’à de très faibles degrés proches du zéro absolu, autour de 4 degrés Kelvin. Des recherches ultérieures, dans les années 1970, ont permis d’identifier des matériaux présentant des propriétés supraconductrices à environ 13 degrés Kelvin.
Bednorz et Muller travaillaient ensemble pour étudier les propriétés conductrices des céramiques dans un laboratoire de recherche d’IBM près de Zurich, en Suisse, en 1986, lorsqu’ils ont découvert les propriétés supraconductrices de ces céramiques à des températures d’environ 35 degrés Kelvin. Le matériau utilisé par Bednorz et Muller était un composé de lanthane et d’oxyde de cuivre dopé au baryum. Ces « supraconducteurs à haute température » ont été confirmés très rapidement par d’autres chercheurs, et ils ont reçu le prix Nobel de physique l’année suivante.
Tous les supraconducteurs à haute température sont connus sous le nom de supraconducteurs de type II, et l’un des effets de ce type est que lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique intense, ils ne présentent qu’un effet Meissner partiel qui se décompose dans un champ magnétique élevé, car à une certaine intensité de champ magnétique, la supraconductivité du matériau est détruite par les tourbillons électriques qui se forment dans le matériau.
J. Georg Bednorz
Johannes Georg Bednorz est né le 16 mai 1950 à Neuenkirchen, en Rhénanie-du-Nord-Westphalie, en République fédérale d’Allemagne (connue par ceux d’entre nous qui vivent en Amérique sous le nom d’Allemagne de l’Ouest). Sa famille avait été déplacée et séparée pendant la Seconde Guerre mondiale, mais ils s’étaient réunis en 1949 et il est venu s’ajouter tardivement à la famille.
Il a étudié à l’université de Munster en 1968, d’abord en chimie, puis en minéralogie, plus précisément en cristallographie, trouvant le mélange de chimie et de physique qui lui convenait le mieux. Il a travaillé au laboratoire de recherche d’IBM à Zurich pendant l’été 1972, date à laquelle il a commencé à travailler avec le Dr Muller, chef du département de physique. Il a commencé à travailler sur son doctorat en 1977 à l’École polytechnique fédérale de Zurich, sous la direction des professeurs Heini Granicher et Alex Muller. Il a officiellement rejoint le personnel d’IBM en 1982, dix ans après avoir passé l’été à y travailler comme étudiant.
Il a commencé à travailler sur la recherche d’un supraconducteur à haute température avec le Dr Muller en 1983, et ils ont réussi à identifier leur objectif en 1986.
K. Alexander Muller
Karl Alexander Muller est né le 20 avril 1927 à Bâle, en Suisse. Il a passé la Seconde Guerre mondiale à Schiers, en Suisse, où il a fréquenté le Collège évangélique, obtenant son baccalauréat en sept ans, à partir de l’âge de 11 ans, à la mort de sa mère. Il a ensuite suivi une formation militaire dans l’armée suisse, puis est passé à l’École polytechnique fédérale de Zurich. Parmi ses professeurs figure le célèbre physicien Wolfgang Pauli. Diplômé en 1958, il travaille ensuite au Battelle Memorial Institute de Genève, puis comme chargé de cours à l’université de Zurich, avant de décrocher un emploi au laboratoire de recherche d’IBM à Zurich en 1963. Il y a mené toute une série de recherches, notamment en tant que mentor du Dr Bednorz et en collaborant à la recherche visant à découvrir les supraconducteurs à haute température, ce qui a abouti à l’attribution de ce prix Nobel de physique.
