Supraconductivité : : Introduction / / Rémi Kahn, Philippe Mangin.

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• VerfasserIn: Mangin, Philippe,; Kahn, Rémi,
• Place / Publishing House: Les Ulis : : EDP Sciences, , [2013]; ©2013
• Year of Publication: 2013
• Language: French
• Series: Grenoble Sciences
• Physical Description: 1 online resource (406 p.)

La supraconductivité fait rêver, surtout depuis la découverte de son existence à des températures relativement accessibles. Ses applications sont déjà notables (Imagerie par Résonance magnétique, futur ITER, NEUROSPIN, SQUID…) et des projets plus futuristes se développent (transport de courant, train en lévitation, moteurs). Le lecteur pourra s’initier à la théorie de London et aux équations de Pippard, puis étudier les supraconducteurs de type I et de type II (thermodynamique, magnétisme, dynamique de vortex, transport de courant…), les paires de Cooper et les résultats de la théorie BCS. L’étude de la cohérence et de la quantification du flux conduit à l’effet Josephson qui, avec le SQUID, est un bon exemple d’application. Le lecteur pourra combler certaines de ses lacunes grâce aux annexes, suivre le cheminement d’un modèle et s’approprier les concepts. Environ 250 illustrations en facilitent la compréhension. L’ouvrage est destiné aux étudiants de Master, de préparation aux CAPES et AGREG, aux thésards, et bien sûr aux enseignants, universitaires et chercheurs (chimistes, physiciens, électromécaniciens, spécialistes des matériaux…). Les ingénieurs des entreprises disposeront d’une introduction précieuse pour comprendre d’autres ouvrages plus appliqués ou spécialisés.

Table of Contents

Frontmatter -- Supraconductivité. Introduction -- Autres ouvrages labellisés sur des thèmes proches (chez le même éditeur) -- AVANT-PROPOS -- TABLE DES MATIÈRES -- Chapitre 1 - Introduction -- 1.1 - Une histoire, des hommes -- 1.2 - Manifestations expérimentales de la supraconductivité -- 1.3 - Les modèles phénoménologiques -- 1.4 - La théorie microscopique BCS -- 1.5 - Les effets tunnel -- 1.6 - Une grande diversité de matériaux supraconducteurs -- 1.7 - Des supraconducteurs non « conventionnels » -- 1.8 - Des applications spectaculaires -- 1.9 - La supraconductivité dans l’histoire des hommes -- Chapitre 2 - Théorie de LONDON -- 2.1 - Les équations de MAXWELL -- 2.2 - Comportement attendu d’un conducteur parfait -- 2.3 - Supraconducteur versus conducteur parfait -- 2.4 - Les équations de LONDON -- 2.5 - Longueur de LONDON -- 2.6 - Application au fil supraconducteur -- 2.7 - Expérience d’OCHSENFELD -- 2.8 - Supraconducteur non simplement connexe (avec trou) -- 2.9 - Point de vue énergétique -- 2.10 - Approche de la supraconductivité par la mécanique des fluides -- 2.11 - Moment de LONDON -- 2.12 - Equation de LONDON en jauge de LONDON -- Complément 2A - Dérivation totale et partielle par rapport au temps -- Complément 2B - Propriété d’une fonction harmonique dont la composante du gradient sur la normale à la surface est nulle -- Complément 2C - Fonctions de BESSEL modifiées -- Chapitre 3 - Equations non-locales de PIPPARD -- 3.1 - Origine des équations non-locales -- 3.2 - Caractère non-local dans les supraconducteurs -- 3.3 - Longueur de pénétration du champ magnétique -- 3.4 - Analyse de FOURIER des équations de PIPPARD -- 3.5 - Supraconducteurs « sales » -- Chapitre 4 - Thermodynamique des supraconducteurs de type I -- Introduction -- 4.1 - Description thermodynamique -- 4.2 - Les variables thermodynamiques de la supraconductivité -- 4.3 - Les fonctions thermodynamiques de la supraconductivité -- 4.4 - Les données thermodynamiques -- 4.5 - Transition état supraconducteur - état normal -- Complément 4 - Les milieux magnétiques -- Chapitre 5 - Etat intermédiaire des supraconducteurs de type I -- 5.1 - Critères d’apparition d’une transition S/N -- 5.2 - Transition S/N d’un cylindre infini -- 5.3 - Transition dans un échantillon de petite taille -- 5.4 - Effet de forme des échantillons -- 5.5 - Etat intermédiaire dans une sphère -- 5.6 - Etat intermédiaire dans une plaque mince -- 5.7 - Eviter les confusions -- 5.8 - Fil parcouru par un courant (modèle d’état intermédiaire) -- 5.9 - Courant critique d’un fil plongé dans un champ magnétique -- Chapitre 6 - Supraconducteurs de type II -- 6.1 - Deux types de comportement magnétique -- 6.2 - Enthalpie libre magnétique de surface -- 6.3 - Filament normal dans un supraconducteur -- 6.4 - Enthalpie libre de surface (positive) par défaut de condensation -- 6.5 - Vortex et supraconducteurs de type II -- 6.5 - Résultats de la théorie GLAG -- 6.6 - Réseau de vortex -- 6.7 - Champ critique Hc2 -- 6.8 - Eléments sur la structure et la dynamique des vortex -- 6.9 - Transport de courant dans les supraconducteurs de type II -- 6.10 - Lévitation en présence de vortex -- 6.11 - Quelques illustrations de la diversité de comportement des vortex -- Chapitre 7 - Champs et courants dans les supraconducteurs de type II - Modèles d’état critique -- 7.1 - Forces subies par les vortex -- 7.2 - Dissipation d’énergie par déplacement de vortex -- 7.3 - Densité de courant critique -- 7.4 - Modèles d’état critique -- 7.5 - Modèle de BEAN -- 7.6 - Aimantation d'une plaquette supraconductrice de type II -- 7.7 - Aimantation en géométrie cylindrique (modèle de BEAN) -- 7.8 - Mise en évidence expérimentale des états critiques -- 7.9 - Transport de courant en phase de SCHUBNIKOV -- Complément 7A - Différents aspects de la force de LORENTZ -- Complément 7B - Modèle de BARDEEN-STEPHEN -- Chapitre 8 - Paires de COOPER - Principaux résultats de la théorie BCS -- 8.1 - Gaz d’électrons libres -- 8.2 - Gaz d’électrons à deux particules -- 8.3 - Système de référence -- 8.4 - Paires de COOPER -- 8.5 - Eléments de la théorie BCS -- 8.6 - Conséquences de la structure énergétique -- 8.7 - Les électrons supraconducteurs et la longueur de LONDON -- Complément 8 - Eléments de matrices du potentiel d’interaction entre particules -- Chapitre 9 - Cohérence et quantum de flux -- 9.1 - Densité de courant et équation de LONDON -- 9.2 - Phase de la fonction d’onde -- 9. 3 - Quantification du flux -- 9.4 - Retour sur les jauges -- 9. 5 - Quantification du flux : application aux vortex -- 9.6 - Equation de LONDON généralisée en présence de vortex -- 9.7 - Retour sur le moment de LONDON -- Complément 9 - Impulsion (généralisée) -- Chapitre 10 - Effet JOSEPHSON -- 10.1 - Equations de JOSEPHSON dans une jonction SIS -- 10.2 - Effet JOSEPHSON continu (SIS) -- 10.3 - Effet JOSEPHSON alternatif -- 10.4 - Caractéristique « courant-tension » d’une jonction JOSEPHSON SIS -- 10.5 - Energie stockée dans une jonction JOSEPHSON (SIS) -- 10.6 - Jonction JOSEPHSON soumise à une onde électromagnétique -- 10.7 - Jonctions SNS et SCS -- 10.8 - Jonctions JOSEPHSON de type π -- 10.9 - Jonction JOSEPHSON : un système à grand nombre d’états -- Complément 10A - Résolution des équations de couplage -- Complément 10B - Jonction JOSEPHSON en régime suramorti -- Complément 10C - Jonction JOSEPHSON soumise à une tension alternative -- Chapitre 11- Superconducting QUantum Interference Device « SQUID » -- 11.1 - Nature du courant SQUID -- 11.2 - rf-SQUID à inductance nulle -- 11.3 - rf-SQUID inductif -- 11.4 - rf-SQUID à jonction π -- 11.5 - SQUID inductif à une jonction : approche énergétique -- 11.6 - rf-SQUID à 2 jonctions JOSEPHSON de natures différentes -- 11.7 - Lecture du rf-SQUID -- 11.8 - DC-SQUID (SQUID à polarisation en courant continu) -- Chapitre 12 - Jonctions JOSEPHSON sous champ magnétique -- 12.1 - Champ magnétique dans une jonction étroite -- 12.2 - Courant dans une jonction JOSEPHSON étroite soumise à un champ magnétique -- 12.3 - Jonction 0-π étroite sous champ magnétique -- 12.4 - Cas général d’une jonction sous champ magnétique -- 12.5 - Jonction JOSEPHSON large sous champ magnétique -- 12.6 - Transport de courant dans une jonction JOSEPHSON large -- 12.7 - Demi fluxon au raccordement 0-π d'une jonction JOSEPHSON hybride -- Complément 12 - Déphasage entre les blocs supraconducteurs au sein d’une jontion 0-π infinie -- Notations -- Ouvrages bibliographiques -- Index