Dans un supraconducteur, deux effets différents permettent de faire léviter un aimant : l’effet Meissner, et le piégeage des vortex. L’effet Meissner va repousser l’aimant du supraconducteur, alors que le piégeage des vortex va maintenir l’aimant à l’endroit où il se trouvait quand le supraconducteur a été refroidi. Autrement dit, l’un repousse, et l’autre piège (sans attirer pour autant). On observe l’un ou l’autre de ces effets selon la nature du matériau et la force de l’aimant.
Dans cette vidéo, le supraconducteur est refroidi avec un aimant posé dessus, donc en présence d’un champ magnétique. À haute température, le champ magnétique pénètre complètement le matériau et passe à travers. Mais quand le matériau devient supraconducteur, l’aimant se met à léviter. D’où vient cet effet étrange ?
Dans un supraconducteur, les électrons se réunissent en une onde quantique collective, le condensat.
Le champ magnétique a tendance à « tordre » cette onde, et à créer un déphasage qui est défavorable à l’état supraconducteur. Mais cette onde supraconductrice est rigide, et ne peut pas être tordue, au risque de se briser. Le supraconducteur veut donc se protéger du champ magnétique en l’expulsant de son sein. C’est exactement ce qui se passe lors de l’effet Meissner.
Un aimant (ici métallisé) crée autour de lui un champ magnétique qui traverse tout matériau non magnétique comme la pastille noire. Quand la pastille noire devient supraconductrice à basse température, celle-ci expulse le champ magnétique. Cela crée alors une force sur l'aimant et le fait léviter: c'est l'effet Meissner.
