Conductivité et supraconductivité

La matière est constituée d'atomes qui présentent beaucoup de points communs : un noyau, autour duquel des électrons gravitent. Dans ces conditions, pourquoi certains matériaux sont-ils isolants et empêchent le passage du courant électrique, alors que d'autres matériaux, laissant les électrons libres de se déplacer, sont conducteurs. Pourquoi un électron, initialement attaché à son noyau, décide-t-il de l'abandonner en se laissant entraîner par des attractions qu'il ressent pour d'autres ? Les électrons ont-ils si peu de principes qu'ils sont prêts à rejoindre le premier noyau qui les attire. Dans cette conférence, on montrera que les électrons, qui sont naturellement assez volages, respectent néanmoins un principe et que ceci explique la plupart des propriétés électriques de la matière. On abordera le cas des isolants, des conducteurs et des supraconducteurs. Ces derniers constituent une énigme non encore résolue. Leur maîtrise pourrait provoquer une révolution industrielle.

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Spintronique : le spin s' invite en électronique dans nos ordinateurs
Une conférence du cycle "le magnétisme aujourd’hui : du pigeon voyageur à la spintronique"
Spintronique : le spin s’invite en électronique dans nos ordinateurs
par Albert Fert
Professeur, Prix Nobel de Physique 2007, Thales-CNRS Palaiseau

Les électrons ont non seulement une charge électrique mais aussi un spin, que l’on peut se représenter comme un aimant minuscule porté par l’électron. La spintronique est un nouveau type d’électronique qui exploite non seulement la charge des électrons mais aussi l’influence du spin sur leur mobilité. Elle nous est déjà familière car nous l’utilisons chaque jour la magnétorésistance géante (GMR) de multicouches magnétiques pour lire le disque dur de notre ordinateur. La découverte de la GMR, il y 20 ans, a donné le coup d’envoi de la spintronique qui s’est ensuite développée rapidement en utilisant tous les outils amenés par les nanotechnologies. Je décrirai les avancées récentes qui vont permettre de réaliser, par exemple, des mémoire d’un nouveau type pour les ordinateurs (MRAM), des émetteurs micro-onde très prometteurs pour la téléphonie mobile et peut être même des qubits pour ordinateurs quantiques.

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Physique et cosmologie

L'équipe scientifique du satellite WMAP a annoncé récemment les résultats très attendus de leur cartographie des anisotropies du fond de rayonnement cosmologique. Les caractéristiques de ce fond confirment un modèle cosmologique minimal, dit "de concordance", qui rend compte d'un très grand nombre d'observations, mais qui n'en reste pas moins très surprenant. Ces résultats de WMAP confirment et affinent les résultats obtenus par les expériences précédentes. Dans ce modèle de concordance, la géométrie spatiale de l'Univers est plate, la densité est dominé à plus des deux tiers par un terme d'énergie noire", le reste étant pour l'essentiel sous forme de "matière noire", car la matière usuelle ne compte que pour quelques pour cent du tout... L'explication de ses résultats sont à la fois un défi pour la physique théorique contemporaine, et une chance, qui permet d'envisager le dépassement du cadre de pensée actuel. Au cours de cette présentation, j'évoquerai les raisons physiques qui justifient les analyses faites, et ferai un point critique de l'état de nos connaissances actuelles en les situant dans une perspective historique. Je conclurai par une illustration du type de résultats attendus au cours de la décennie à venir.

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Qu'est-ce qu'une particule ? (les interactions des particules)

En principe, une particule élémentaire est un constituant de la matière (électron par exemple) ou du rayonnement (photon) qui n'est composé d'aucun autre constituant plus élémentaire. Une particule que l'on croit élémentaire peut par la suite se révéler composée, le premier exemple rencontrée ayant été l'atome, qui a fait mentir son nom dès le début du XXe siècle. Nous décrirons d'abord l'état présent des connaissances, résultat des quarante dernières années de poursuite de l'ultime dans la structure intime de la matière, de l'espace et du temps, qui ont bouleverse notre vision de l'infiniment petit. Puis, nous essaierons de conduire l'auditeur dans un paysage conceptuel d'une richesse extraordinaire qui nous a permis d'entrevoir un peuple d'êtres mathématiques - déconcertants outils permettant d'appréhender des réalités inattendues - et dans lequel de nombreuses régions restent inexplorées, où se cachent sans doute des explications sur la naissance même de notre univers.

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