Louis Taillefer Matériaux supraconducteurs, physique des électrons, cristaux, métaux, céramique

L'histoire

Un soir, pendant qu’il travaillait dans le célèbre laboratoire de physique Cavendish de l’University de Cambridge, Taillefer était en train de fabriquer un alliage aux propriétés magnétiques spécifiques pour ses recherches de doctorat. Il devait fondre un mélange de platine et de fer dans un fourneau high-tech et ensuite, avec une grande patience, le démouler pour obtenir un échantillon brillant et cristallin. Avant de commencer la fonte, il lui fallait couper la quantité exacte de métal nécessaire d’une petite barre. Il était assis dans ce laboratoire au sous-sol, taillant délicatement un petit morceau de métal, et éclata soudain de rire : “Hihihi ! Et voila, mon destin se réalise finalement : je taille du fer !” 

 

Une autre fois, toujours dans ce même laboratoire, Taillefer était complètement seul. C’était la semaine précédant Noël 1985 et tout le monde était parti pour les vacances. Une odeur d'huile chaude provenant de la pompe à vide flottait dans la pièce. Taillefer commença par vérifier qu'il ne portait aucune bague, puis ôta tous les objets métalliques de ses poches afin d’éviter qu’ils ne soient chauffés par accident. Le four à induction d’une tonne qu’il était sur le point d’utiliser pouvait chauffer le métal en émettant de puissantes ondes radio, et était capable de faire monter la température des bagues portées aux doigts, au point de brûler. Il augmenta la puissance du four jusqu’à 100 kilowatts, et un vrombissement régulier de 500-kilohertz se fit entendre dans la pièce. Il plaça un petit creuset en cuivre d’une dizaine de centimètre, à refroidissement à eau, contenant de l’uranium et du platine élémentaire, au centre des bobines du four, sous un vide très élevé. Taillefer contemplait les matériaux qui se dispersaient puis fondaient et se mêlaient. La fréquence radio émise par les bobines faisait bouger les électrons de l’uranium et du platine si rapidement que ces déplacements créaient assez de chaleur pour faire fondre les métaux et former un alliage, appelé uranium-platine (UPt3). Il était maintenant temps de le « zoner ». Taillefer retira le creuset tout doucement de la zone de fonte, de telle façon que le métal se solidifie en un petit lingot fait de plusieurs cristaux parfaits. Taillefer était particulièrement doué pour la fabrication de ces composants extrêmement purs.

La pureté est essentielle pour ce type de recherche, car la supraconduction et le magnétisme en dépendent. Les matériaux deviennent des supraconducteurs quand les électrons « décident » spontanément de se mettre par paire, de s'apparier. Une fois appariés, les électrons peuvent se déplacer au sein du matériau sans aucun effort, transportant l'électricité parfaitement et sans aucune résistance. Les impuretés peuvent parfois séparer ces paires, ce qui entraîne des problèmes lors des expériences. La supraconduction est une phase particulière d’un matériau comme, par exemple, quand l’eau se transforme en glace. De nombreux matériaux se transforment en supraconducteurs à des températures extrêmement basses.  

Taillefer était particulièrement excité car un nouvel équipement de laboratoire venait d'arriver, une sorte de réfrigérateur spécial qui pouvait refroidir les objets à une température proche du zéro absolu, moins 273 degrés Centigrade, ce qui est la température la plus froide de l’univers. Ce nouveau réfrigérateur à dilution pouvait refroidir tout objet à environ 10 millikelvin, c'est-à-dire à dix-millièmes de degré au dessus du point où il est impossible de descendre plus bas, le zéro absolu. Le professeur Mike Pepper venait juste d’acheter le réfrigérateur, et personne ne l’avait encore utilisé, et c’est pourquoi Taillefer souhaitait être le premier. Pour différentes raisons il dut cependant attendre quelques mois jusqu’aux vacances de printemps, et il s'avéra qu’il était le deuxième à réaliser une expérience à l’aide du réfrigérateur (mais la première expérience couronnée de succès). 

Avant d’effectuer son expérience, il devait aller dans un laboratoire au deuxième étage pour préparer son échantillon. C’était un laboratoire de caractérisation des matériaux à basse température, plein à craquer d’équipements électroniques et cryogéniques permettant de travailler avec des matériaux proches du zéro absolu. De grosses bonbonnes sous vide Dewar remplies d’hélium liquide et de nitrogène liquide à très basses températures voisinaient avec différents microscopes, détecteurs et autres instruments. En plaçant la petite barre d’uranium-platine sous un microscope, Taillefer était heureux. Mais, alors qu’il s’était retourné pour un moment, la barre tomba par terre, se brisant en 25 petits morceaux qui s'éparpillèrent sur le sol. Bizarrement, cet accident s’avéra plus tard avoir des conséquences heureuses.  

Taillefer enfila des gants de chirurgien pour récupérer les petits débris, et sélectionna l'un de ces petits morceaux pour son expérience. Lui et son équipe de recherche n'avaient accès au réfrigérateur que pour 10 % du temps et il était donc impatient de commencer l’expérience le plus vite possible. “À l’époque j’étais comme maniaque,” déclare Taillefer. Il installa une petite bobine de fil de cuivre qu’il avait fabriqué lui-même à la main sous un microscope  — un fil de 11 microns tourné 5000 fois. L'échantillon d’uranium-platine fut placé au milieu de la bobine, dans la chambre de réfrigération. Un puissant électroaimant exerçait un champ magnétique variable sur l'échantillon tandis que celui-ci était refroidi à une température proche du zéro absolu. Taillefer regardait l’aiguille d’un enregistreur à tracé continu qui affichait les changements de voltage dans la petite bobine de cuivre placée autour de l’échantillon. Si l’aiguille se déplaçait d'une certaine façon (avec des oscillations sinusoïdales) cela montrerait directement la quantification de l'énergie électronique issue du mouvement circulaire des électrons dans l’échantillon métallique. “C’était comme si les électrons étaient en train de nous parler,” se rappelle Taillefer. “Ah ça, pour la regarder, on l'a regardée cette aiguille !”

L’expérience a marché dès la première tentative, ce qui est rare dans le monde de la science expérimentale. Taillefer essayait de mesurer la masse des électrons dans une nouvelle classe de matériaux appelée « métaux à électrons lourds », un supraconducteur d’un type nouveau, dans lequel des interactions extrêmement fortes entre électrons causent une augmentation de la masse électronique, mais personne ne sait de combien. Le fait de voir l’oscillation quantifiée fournirait une mesure directe de cette masse. Le groupe de Cambridge était en compétition avec d’autres équipes en Europe et aux Etats-Unis qui essayaient eux aussi de voir ces effets. Tout le monde essayait (et essaye toujours) de comprendre ce qui se passe dans les métaux à électrons lourds  comme l’uranium-platine, et c’est ainsi qu’on assistait à une course aux résultats. 

Comme il s’avéra plus tard, le morceau de métal choisi parmi ceux issus de la cassure de la barre avait une orientation cristalline particulière  — les atomes formant la structure cristalline atomique du métal  — qui s’alignait parfaitement avec le champ magnétique. Quand Taillefer vit les premières bonnes séries d’oscillations sortant du traceur, il courut vers la salle de classe où son responsable de recherches, Gil Lonzarich, était en plein cours, y entra en coup de vent et hurla : « On a des oscillations ! » 

On venait d’assister à une conjonction d’au moins trois évènements heureux : l’uranium-platine fabriqué par Taillefer était d’une pureté exceptionnelle ; le nouveau réfrigérateur était disponible, et Taillefer avait placé par hasard le cristal à l'orientation idéale dans la machine. Il faudra attendre 10 ans avant qu’un autre laboratoire réussisse à reproduire les résultats obtenus par Taillefer lors de ce printemps chanceux de 1986. Quelques mois plus tard, Taillefer obtint son doctorat (PhD) à l’Université de Cambridge.

Le jeune scientifique...

À l’âge de 16 ans, Louis Taillefer faisait partie des meilleurs élèves de son école secondaire à Montréal, mais il s’ennuyait en classe. À peu près à cette époque, il se lia d’amitié avec un fermier nommé Claude Côté. Le père de Taillefer avait une ferme amateur près de Valcourt, au Québec, et la ferme de Côté était juste à côté. Taillefer voyait Côté qui travaillait dans les champs et discutait avec lui par-dessus la barrière. “L’agriculture a commencé à me fasciner,” dit Taillefer. Il demanda a ses parents la permission de quitter l'école pour devenir fermier et travailler pour Claude. Sa mère lui dit : "Fais ce que ton coeur te dis de faire. Si cela signifie que tu dois quitter l'école pour devenir fermier alors fais-le.” 

 

Quand Taillefer arriva à la ferme de Côté, celui-ci lui demanda de labourer un champ. Taillefer n’avait absolument pas l’habitude de conduire un tracteur, c’était un garçon de la ville, arrivant directement de Montréal. “Je n’avais même jamais vu de vache de près,” dit-il. Mais Côté lui expliqua les rudiments des labours — commencer au milieu du champ, ne pas creuser trop profondément, ne pas conduire trop vite — puis lui dit, “Vas-y !”

Pour Taillefer, Côté, qui était alors âgé de 26 ans, était l’exemple parfait d’un homme sans limites, qui pouvait tout faire lui-même. Il était son propre vétérinaire, éleveur et mécanicien. Il entraînait aussi ses propres chevaux. Plus tard encore, il allait concevoir et construire une carriole et une maison de A à Z, coupant les arbres et sciant tout le bois lui-même. “Il m’a vraiment appris à avoir confiance en moi-même,” déclara Taillefer.

Assis en haut du tracteur, labourant les champs avec fierté, Taillefer se sentait bien. Mais un jour, le moteur commença à faire des bruits bizarres, et il ramena le tracteur à la grange. Il se sentait très coupable, car il pensait avoir détruit le tracteur. Cependant Côté ne se fâcha pas du tout, il se contenta de ramener le tracteur au garage, de démonter le moteur, d'aller dans une casse de voiture chercher un autre arbre à cames et de l’installer.
“Tout était possible pour Claude,” dit Taillefer. “Il m’a montré qu’une personne pouvait vraiment tout faire.”
Après avoir passé une année à la ferme, Taillefer commença à regretter l’école et il retourna à Montréal pour terminer ses études secondaires. ã ce moment il n’avait pas la moindre idée de ce qu’il voulait faire à l'université. Il pensait commencer par suivre des études de théâtre, dans la mesure où c’était ce qui l’intéressait le plus  au lycée. Bien qu’il soit francophone, Taillefer décida d'aller à McGill, l'Université Anglaise de Montréal, parce qu’il avait gagné une bourse d'entrée pour étudier l'ingénierie des mines. Sa mère lui dit : “Bien, au moins t’apprendras l’anglais.”
Même après avoir fini au sommet de sa classe et avoir gagné (ensemble avec son frère jumeau Éric) la médaille d’or Anne Molson pour le meilleur étudiant en math ou en physique de McGill, Taillefer n’était toujours pas sûr que la physique soit la bonne direction d’étude pour lui, mais il continua ses études comme tout le monde.
Il était inscrit à l’université de Harvard à Cambridge, dans le Massachusetts, mais gagna une bourse du Commonwealth pour aller étudier à l’université de Cambridge en Angleterre pendant un an. “J’en ai profité car je n’était jamais allé en Europe,”déclare Taillefer. À Cambridge il commença à travailler sur un projet, mais au bout de huit mois, ne voyant pas l’utilité de son travail, était prêt à abandonner ses études. Heureusement son directeur, Gil Lonzarich, lui donna un projet fascinant : une recherche sur la théorie du magnétisme, un sujet sur lequel le Professeur Lonzarich avait lui-même fait des recherches à ses heures perdues. Taillefer commença rapidement à être absorbé dans son nouveau travail et finit par appeler Harvard pour dire qu'il ne viendrait pas.
Le magnétisme fascinait Taillefer. Bien que les aimants nous entourent de tous côtes, il reste beaucoup à découvrir et expliquer au sujet de la physique du magnétisme. En se basant sur ses recherches de doctorat, Taillefer écrivit un article en 1985, afin de présenter une théorie qui permettait d’expliquer ce qu’on appelle la température critique des aimants — le point auquel le magnétisme disparaît dans un métal chauffé. C’était la première publication de Taillefer et c’est toujours l’un des articles les plus cités sur ce sujet.

La science

Louis Taillefer est scientifique de la matière, un physicien qui est spécialisé dans le comportement des électrons au sein de la matière. Lui-même se considère comme un alchimiste des temps modernes — les chimistes médiévaux qui s’efforçaient de transformer les matériaux ordinaires en or et en argent — car ses recherches comprennent la cuisson de matériaux qui n’ont jamais été soumis à ce traitement auparavant. Il utilise des creusets extrêmement puissants dans lesquels les métaux et les céramiques sont fondus par des arcs électriques (identiques à un éclair lors d’un orage), des ondes radio intenses ou des rayons très concentrés de lumière extrêmement chaude. Des éléments de pureté inégalée sont associés de manière nouvelle et précise. Le but ultime : la création d’un supraconducteur, un matériau dans lequel les électrons peuvent se déplacer librement sans rencontrer aucune résistance.

De nombreux matériaux peuvent être supraconducteurs, mais uniquement à une température extrêmement basse. Les scientifiques savent depuis déjà environ une centaine d'année que la supraconductivité peut se rencontrer dans l'aluminium, le plomb, le mercure, l'étain et autres métaux, mais cela ne se produit au-dessous de  -250^oC. C’est une température proche du zéro absolu, -273^oC (-460^oF). Les scientifiques de la matière utilisent l’échelle de température de Kelvin, qui utilise les mêmes unités que celle de Celsius mais place le zéro au niveau du zéro absolu et non pas comme nous l'enregistrons sur les échelles Celsius ou Fahrenheit. Rien ne peut être plus froid que le zéro absolu, et techniquement celui-ci suppose un manque complet d'entropie, une propriété physique de la matière qui est parfois appelée agitation ou désordre thermique — le besoin des atomes de se déplacer. Pour mieux comprendre, utilisez la comparaison suivante : quand l’eau liquide se transforme en glace, elle perd son entropie. Les molécules d’eau qui se déplaçaient dans tous les sens sont maintenant emprisonnées et constituent un cristal solide : elles ne peuvent plus bouger autant. Elles sont aussi beaucoup plus froides. En abaissant la température, l'eau a changé de phase, elle est passée de la phase liquide à la phase solide. C’est le même matériau, mais dans une phase physique différente, dure et solide au lien d’être un liquide fluide.

La même chose se produit avec la supraconductivité, c’est juste un autre changement de phase. Quand certains métaux sont refroidis jusqu’au zéro absolu, aux environs de un à 10oK, ils deviennent des supraconducteurs. Cette température, à laquelle ils changent de phase pour devenir des supraconducteurs, est appelée le point critique. Par exemple, l’aluminium devient supraconducteur à 1.2^oK et le mercure à 4.1^oK. Plutôt froid !

En 1986, la supraconductivité commence à se réchauffer. Deux physiciens suisses, travaillant aux Laboratoires d’IBM à Zurich, Karl Alexander Müller et J. Georg Bednorz, ont découvert qu’un certain type d’oxyde de cuivre devenait supraconducteur à des températures avoisinant 40oK — ce qui est beaucoup plus chaud que les températures citées précédemment. En une année, différents scientifiques dans le monde entier ont commencé à créer des matériaux similaires et ont permis à la température de la supraconductivité de monter à 93^oK. Ces découvertes ont entraîné un orage dans le monde de la science. Müller et Bednorz ont reçu le prix Nobel en 1987 pour leur découverte. Aujourd’hui, le supraconducteur à la température la plus élevée fonctionner à environ 133^oK.

Le nitrogène liquide devient supraconducteur à une température de 77oK et il est moins cher que le lait, c’est pourquoi il nous est maintenant très facile de créer un environnement où la supraconductivité marche sans problèmes. Avant cela, les supraconducteurs devaient être refroidis avec de l'hélium loquide, qui coûte à peu près la même chose que le whisky (et donc 30 fois plus que le nitrogène liquide) et ne dure de plus pas très longtemps.

La naissance de ce qu’on appelle les nouveaux supraconducteurs à haute température (hts) ont entraîné l’apparition de nouvelles applications comme les filtres ultra-haute-performance pour fréquence radio, qui sont utilisés dans les stations de base du réseau de téléphonie mobile ou dans les transmissions électriques haute tension. Durant l’été 2001, trois câbles HTS longs de 400 pieds ont été installés à Detroit, dans le Michigan, permettant de délivrer 100 mégawatts de puissance. Les supraconducteurs font aussi leur apparition dans les trains rapides à lévitation magnétique au Japon, en Allemagne et à Singapour. Ces trains sont dépourvus de roues et avancent sur un « coussin » magnétique, sans frottement. Les applications futures des supraconducteurs HTS incluent les ordinateurs ultrarapides capables de fonctionner à des vitesses pétaflopiques, des scanners beaucoup moins chers et plus petits pour l’imagerie médicale, des générateurs électriques extrêmement efficaces et de nouveaux moteurs électriques deux fois plus petits que des moteurs conventionnels.  

L’explication mathématique de la supraconductivité a été réalisée en 1957 et est appelée la théorie BCS, d’après les noms de famille des trois scientifiques américains qui l’ont découverte : John Bardeen, Leon Cooper et Robert Schrieffer. Dans un conducteur normal, les électrons en circulation bousculent les impuretés de cristal qui les ralentissent et causent une résistance électrique. Dans un supraconducteur cela ne se produit pas car les électrons s’apparient et forment un état quantique cohérent, rendant impossible la déviation du mouvement d'une paire sans que les autres soient tous impliqués. Les collisions n'ont donc aucun impact et il n’y a pas de résistance. Mais alors que la théorie BCS permet d’expliquer le comportement des supraconducteurs traditionnels, elle n’explique en revanche pas celle des nouveaux supraconducteurs à haute température. Taillefer pense que le mécanisme est une simple interaction électronique, impliquant peut-être le spin magnétique des électrons.

Son travail démontre la force classique de la technique scientifique. Les scientifiques inventent des théories qui prédisent et expliquent le comportement du monde physique. . Cependant, ils continuent à tester et re-tester ces théories, spécialement dans des conditions extrêmes, afin de voir où elles pèchent. De cette façon ils peuvent découvrir des théories plus nouvelles et meilleures qui révèlent les qualités essentielles de la nature. Les expériences les plus récentes réalisées par Taillefer portent sur une théorie de base expliquant pourquoi les bons conducteurs électriques sont aussi de bons conducteurs de chaleur. Il a montré que sous certaines conditions (froid et pression extrême) un type de supraconducteur oxyde de cuivre semble conduire l’électricité et la chaleur différemment. Les expériences comme celles de Taillefer inspirent la naissance de nouvelles théories améliorées qui permettent de mieux expliquer le monde physique.

 

1. La supraconductivité est une phase de la matière. Ce graphique montre où les changements de phases se produisent dans les supraconducteurs d'oxyde de cuivre à haute température, selon la température (en Kelvin) et le nombre d’électrons présent dans sa structure cristalline. (Les trous sont les endroits à gauche où les atomes situés dans la matrice de cristal qui l'entoure, et tirent les électrons. Les trous sont comme des électrons, car ils peuvent se déplacer et être porteur de charges dans les conducteurs ou supraconducteurs.) La supraconductivité se produit dans la région en demi-cercle située en dessous, où le matériau présente de 5 à 25 % de trous, et où la température est inférieure à 130K. À de basses concentrations de trous d’électrons, le matériau devient un isolant, tandis qu’à concentration élevée c’est un métal conventionnel — un bon conducteur électrique et de chaleur. De façon surprenante, en changeant la concentration d’électrons de seulement 5 %, le matériau change. Alors qu'il était un isolant parfait (incapable de transporter de l’électricité) le matériel se transforme et devient le plus puissant des supraconducteurs connus (un conducteur d’électricité parfait).

2. Comparaison des trois échelles de température: Kelvin, Celsius et Fahrenheit. Les scientifiques utilise l'échelle Kelvin.

3. Le matériau supraconducteur YBa₂Cu₃O₇, oxyde d’yttrium-barium-cuivre, fait partie de la famille des métaux appelés “Pérovskites.” Ce matériau céramique friable était l'un des premiers supraconducteurs haute température découverts en 1987. La supraconductivité se produit dans les couches d'oxyde de cuivre (les balles rouges tachées) et résultent d'une interaction électronique qui n’est pas entièrement connue mais qui pourrait impliquer la formation de pairs de cuivre. L’Yttrium (la balle noire au centre), le Barium (grand, bleu foncé).

4. Les électrons ont un spin, qui les transforment en de tous petits aimants. Ils sont aussi porteurs d’une charge négative. Comme les charges se repoussent les unes les autres, les électrons eux aussi se repoussent fortement les uns  les autres. Cependant, dans des circonstances particulières, ils peuvent être attirés l’un par l’autre et former ce qu’on appelle des paires de Cooper. Ceci se produit quand la matrice de cristal qui les entoure, faite d'atomes chargés positivement, est déformée localement par le passage d'un électron unique qui à son tour attire un second électron dans sa marche. Pensez-y comme à deux personnes couchées sur un matelas à eau et qui immanquablement roulent l'une vers l'autre. En général, une paire d’électrons de Cooper se “rejoignent” de telle façon que leur spin total est annulé (c'est-à-dire que le spin de l’un pointe vers le haut et l’autre vers le bas, s’annulant l’un l’autre.) En raison de cet effet, une paire de Cooper se comporte comme une particule unique avec zéro spin et une masse de deux fois celle d’un électron normal. Mais les paires de Cooper ne se comportent pas indépendamment l’une de l’autre comme des électrons uniques dans un conducteur métallique normal. Ils forment un état unique quantique cohérent, ce qui signifie qu’au lieu de présenter une attitude hasardeuse, ils se comportent tous de la même façon. De cette façon, la supraconductivité est un phénomène quantique macroscopique.

5. Une fois qu’un courant commence à se déplacer dans un supraconducteur, il peut être mis en circulation dans une boucle circulaire. C’est le point le plus proche dont nous pouvons nous approcher du mouvement perpétuel dans la nature. Des bobines supraconductrices peuvent devenir des électroaimants puissants. Monté sur un train MagLev à Shanghai, avec des aimants conventionnels ou des électroaimants dans les guides latéraux, le train flotte sur des champs magnétiques, en se déplaçant sans aucune friction à l’exception de la résistance de l’air. Un train Maglev de ce type se déplace à 580 à l’heure. Le train montré ici n’utilise aucun supraconducteur haute température. Il fonctionne grâce à des supraconducteurs traditionnels qui requièrent de l’hélium liquide, qui est très cher.

6. Les électrons ont deux caractéristiques principales majeures, la charge et le spin. La charge est responsable du phénomène d'électricité — quand la charge de l’électron s’écoule, un courant électrique est crée. Le spin est responsable du magnétisme — quand l'ensemble de l'électron tourne dans une ligne matérielle dans la même direction, le matériau devient magnétique. Les scientifiques comme Taillefer découvrent les nouvelles propriétés des matériaux en découvrant comment le spin et la charge des électrons se comportent dans de nouveaux matériaux. Une théorie nouvelle suggère que, dans les supraconducteurs à haute température, les électrons pourraient perdre leur intégrité habituelle, et que donc le spin et la charge ne sont plus portés ensemble. Si en effet une semblable séparation de la charge et  du spin se produit, alors les particules fondamentales des matériaux ne sont plus des électrons mais peuvent être considérées comme deux particules plus petites, les “chargeons” et les “spinons.” Dans ses recherches, Louis Taillefer observe des phénomènes inhabituels qui pourraient être causés par une séparation similaire de la charge et du spin.

Alors comme ça vous souhaitez devenir physicien

C’est complètement par hasard que Louis Taillefer est devenu physicien, il a tout simplement accepté une bourse pour étudier l’ingénierie des mines à l’Université McGill. “Si une autre université m’avait donné une récompense pour faire de la biologie, j’aurais été là-bas,” déclare t’il. A McGill il passa vite à la géophysique, mais il aimait tellement la science fondamentale qu’il finit par obtenir un diplôme avec mention en physique pure. Taillefer aime dire aux jeunes gens “Prenez une direction, mais ne vous sentez pas obligés d’y rester coincés. Suivez votre intuition et changez, réajustez-vous pour étudier ce qui vous intéresse. Sentez-vous libres de changer d’études si quelques chose de nouveau vous plaît plus.”

Lors de ses études de troisième cycle, la quête de Taillefer pour une recherche plus intéressante permit de faire ressortir la passion de Gil Lonzarich pour les travaux théoriques sur le magnétisme et ceux-ci  inspirèrent par le suite le jeune Taillefer qui découvrit quelque chose d’essentiel du le monde naturel. Maintenant que Taillefer supervise lui aussi des étudiants de troisième cycle, il trouve que c’est la partie la plus intéressante de son travail de professeur d’université, pour la même raison. Voir des étudiants trouver leur chemin lui donne un sentiment merveilleux ; la seule façon de les aider dans cette démarche est de leur donner une grande liberté. « Le point le plus important à mon avis est que les gens doivent être libre de suivre leur inspiration » dit Taillefer. « Je donne à mes étudiants la possibilité de se développer en tant que scientifiques indépendants mais aussi de suivre leur destin en tant qu’individus. »

Les carrières typiques du monde de la physique incluent des spécialisations dans l’électronique, les communications, l’aérospatiale, la détection à distance, la biophysique, le nucléaire, l’optique, la physique des plasmas ou des états solides, l’astrophysique et la cosmologie. Certains physiciens se concentrent sur l’expérimentation tandis que d’autres préfèrent la théorie.

Mystère

Est-il possible d’obtenir la supraconductivité à température ambiante? Jusqu'à présent, les scientifiques ont crées dans matériaux qui sont supraconducteurs à 133oK, ce qui est toujours -140oC — vraiment très très froid. Taillefer se demande si nous trouveront jamais un matériau qui soit supraconducteur à température ambiante (293oK). Une autre grande question dans la science des matériaux : qu’est ce qui fait que certains matériaux sont magnétiques et pas d’autres ? Et po9urquoi la chaleur détruit-elle les propriétés matérielles de certains matériaux plus rapidement que d’autres ?

Pour continuer la découverte

Jean Matricon, Georges Waysand (traducteur) et Charles Glashausser, The Cold Wars: A History of Superconductivity, Rutgers University Press, 2003.

Michael Tinkham, Introduction to Superconductivity, second edition, Dover Books, 2004.

Explication du fonctionnement des maglev trains.

Certaines des découvertes de Taillefer.

Carrière

So You Want to Be a Physicist

 

It was pure chance that Louis Taillefer became a physicist. He simply accepted a scholarship to study mining engineering at McGill University. “If some other place had given me an award in biology, I would have gone there,” he says. At McGill he soon switched to geophysics, but he enjoyed the fundamental science so much that he ultimately graduated with an honours degree in pure physics. Taillefer likes to tell young people, “Go in some direction, but don’t feel you need to be stuck there. Go with your intuition and change, readjust to what interests you. Feel free to switch to subjects where you feel more at home.”

As a graduate student, Taillefer’s quest for more relevant research brought out Gil Lonzarich’s passion for theoretical work on magnetism. This in turn inspired the young Taillefer to discover something essential in the natural world. Now that Taillefer himself supervises graduate students, he finds it to be the most satisfying part of his job as a university professor for the same reason. Seeing students find their own path is a wonderful feeling for him, and the only way this happens is if he gives them the freedom to do so. “The key point is that people must go where they feel their inspiration,” says Taillefer. “I give my students the freedom to develop as independent scientists but also to follow their destiny as individuals.”

 

Typical physics careers include specialties in electronics, communications, aerospace, remote sensing, biophysics, nuclear, optical, plasma or solid state physics, astrophysics and cosmology. Some physicists concentrate on experiments, while others prefer theory alone.

Idées de carrière:

• scientifique de recherches de •, physique
• scientifique de recherches de •, l'électronique
• scientifique de recherches de •, communications
• scientifique de recherches de •, aérospatial
• scientifique de recherches de •, télédétection
• physicien nucléaire de •
• physicien de systeme optique de •
• physicien de plasma de •
• physicien à semi-conducteurs de •
• astrophysicien de •
• cosmologue de •
• physicien expérimental de •

La personne

Date de naissance

28 octobre 1959

Lieu de naissance

Montréal, Québec

Résidence

Sherbrooke, Québec

Membres de famille

• Père : Laurent Taillefer
• Mère : Andrée Lepage
• Epouse : Louise Brisson, architecte
• Quatre frères, y compris un jumeau identique
• Deux enfants : Raphaël, Charlotte

Personnalité

ouvert, heureux, optimiste

Musique préférée

Bach, Leonard Cohen, Richard Desjardins

D'autres intérêts

Développement de la communauté “École de Waldorf ”, le ski de fond, ses enfants

Titre

Professeur

Bureau

Département de physique, Université de Sherbrooke

Situation

Working

diplomes

• BSC. (Physique), McGill, Montréal, 1982
• PhD. (Physique), Cambridge, Angleterre, 1986

Recompenses

• Médaille de Herzberg (l'Association canadienne des physiciens et physiciennes), 1998
• E.W.R. Steacie Fellowship, 1998
• Scientifique de l'année, Canada par radio, 2002
• Fellow American Physical Society, 2003
• Médaille de Brockhouse (l'Association canadienne des physiciens et physiciennes), 2003
• Prix Marie-Victorin, gouvernement du Québec, 2003
• Membre, Les Académies des arts, des lettres et des sciences du Canada, 2007
• Médaille pour contributions exceptionnelles de carrière à la physique (l'Association canadienne des physiciens et physiciennes), 2008
• Prix Killam en sciences naturelles, 2012

Mentor

Gil Lonzarich, professeur de l’Université de Cambridge qui lui a enseigné l’exigence du haut niveau et la confiance en soi. Claude Côté, paysan, qui lui a montré qu’il est possible de faire n’importe quoi et de fabriquer n’importe quoi, qu’il n’y a pes de limites à condition d'avoir confiance en ses possibilités.

Dernier mis à jour

10 mai 2012

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