Effet Meissner
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L'effet Meissner est l'exclusion totale de tout flux magnétique de l'intérieur d'un supraconducteur. Il a été découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933 et est souvent appelé diamagnétisme (Le diamagnétisme est l'un des comportements de la matière lorsqu'elle est soumise à un champ magnétique. Voir magnétisme.) parfait ou l'effet Meissner-Ochsenfeld.

L'effet Meissner (L'effet Meissner est l'exclusion totale de tout flux magnétique de l'intérieur d'un supraconducteur. Il a été découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933 et est souvent...) est l'une des propriétés définissant la supraconductivité (La supraconductivité est un phénomène survenant dans certains matériaux dits supraconducteurs. Il est caractérisé par l'absence de résistance électrique...) et sa découverte a permis d'établir que l'apparition de la superconductivité est une transition de phase (En physique, une transition de phase est une transformation du système étudié provoquée par la variation d'un paramètre extérieur particulier...).

L'exclusion du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les domaines suivants :) magnétique est due à des courants électriques d'écrantage qui circulent à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) du supraconducteur et qui générent un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en tout point de...) qui annule exactement le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) appliqué. Ces courants d'écrantage apparaissent quand un métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont...) supraconducteur est soumis à un champ magnétique

Cela ne peut se comprendre seulement par le fait que la résistance électrique d'un supraconducteur est nulle (les courants de Foucault (On appelle courants de Foucault les courants électriques créés dans une masse conductrice, soit par la variation au cours du temps d'un champ magnétique extérieur traversant ce milieu (le flux du champ à...) induits par le mouvement du métal dans le champ magnétique ne sont pas atténués). En effet, si l'on refroidit un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée...) supraconducteur en présence d'un champ magnétique, le champ est expulsé au moment de la transistion supraconductrice, tandis qu'un matériau hypothétique présentant seulement la propriété de résistance nulle maintiendrait l'intensité du champ magnétique constante en son sein. L'effet Meissner est donc une propriété des supraconducteurs qui est distincte de la conductivité infinie. En fait, l'effet Meissner ou diamagnétisme parfait est la propriété caractéristique principale d'un supraconducteur.

F. London a pu décrire l'effet Meissner en postulant que dans un supraconducteur il existe un courant proportionnel au potentiel vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de vecteur,...) électromagnétique \vec{A}:

\vec{j}_s=-K \vec{A}

Cette équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement pour poser le problème de leur identité. Résoudre l'équation consiste à déterminer toutes...) n'est pas invariante de jauge ( En tant qu'instrument de mesure : Une jauge est un instrument de mesure. On trouve par exemple : La jauge de contrainte, traduisant un effort mécanique en résistance...), il faut donc préciser qu'on considère la jauge de Coulomb. En utilisant l'équation de Maxwell-Ampère, on obtient :

\nabla \times \vec{B} = -\mu_0 K \vec{A}

Comme \vec{B}=\nabla \times \vec{A}, en utilisant les relations du calcul vectoriel sur le double rotationnel, on trouve :

\nabla^2 \vec{A} = \lambda^{-2} \vec{A}

\lambda=1/\sqrt{\mu_0 K} est une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) caractéristique. La solution de cette équation est :

\vec{A}(x) = e^{-x/\lambda} \vec{A}(0)\Rightarrow \vec{B}(x)=e^{-x/\lambda} B(0)

dans le cas d'un milieu supraconducteur s'étendant dans le demi espace x > 0. La longueur λ est la longueur de pénétration du champ magnétique. Cette équation montre que les champs magnétiques ne pénètrent que la surface des supraconducteurs. Une conséquence de l'effet Meissner est que, puisqu'un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un matériau...) génère un champ magnétique, le courant électrique s'écoule principalement dans la surface d'un supraconducteur.

L'équation de London peut se déduire de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) de Ginzburg-Landau.

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