Superlaidininkas
Superlaidininkas - tai medžiaga, kuri be pasipriešinimo praleidžia elektros srovę, kai jos temperatūra tampa žemesnė už "kritinę temperatūrą". Tokioje temperatūroje elektronai gali laisvai judėti per medžiagą. Superlaidininkai skiriasi nuo paprastų laidininkų, net ir labai gerų. Įprasti laidininkai šaltėdami lėtai praranda varžą. Tuo tarpu superlaidininkai savo varžą praranda iš karto. Tai yra fazinio perėjimo pavyzdys. Dideli magnetiniai laukai sunaikina superlaidumą ir atkuria įprastą laidumo būseną.
Paprastai magnetas, judantis laidininku, dėl elektromagnetinės indukcijos sukelia laidininke srovę. Tačiau superlaidininkas iš tikrųjų visiškai išstumia magnetinius laukus, sukeldamas paviršines sroves. Užuot praleidęs pro save magnetinį lauką, superlaidininkas veikia kaip į priešingą pusę nukreiptas magnetas, kuris atstumia tikrąjį magnetą. Tai vadinama Meissnerio efektu, kurį galima pademonstruoti levituojant superlaidininką virš magnetų arba atvirkščiai.
Magnetas, levituojantis virš aukštos temperatūros superlaidininko, aušinamo skystu azotu. Superlaidininko paviršiumi teka nuolatinė elektros srovė. Tai pašalina magneto magnetinį lauką (Faradėjaus indukcijos dėsnis). Iš esmės srovė sukuria elektromagnetą, kuris atstumia magnetą
Superlaidininkų istorija
| 1911 | Heike Kamerlingh Onnes atrado superlaidumą. |
| 1933 | Walterio Meissnerio ir Roberto Ochsenfeldo atrastas Meissnerio efektas. |
| 1957 | Džono Bardeno, Leono Kuperio ir Džono Šriferio pateiktas teorinis superlaidumo paaiškinimas (BCS teorija). |
| 1962 | numatomas superlaidžiųjų Cooperio porų tuneliavimas per izoliacinį barjerą |
| 1986 | Keraminį superlaidininką atrado Alexas Mülleris ir Georgas Bednorzas. Keramika paprastai yra izoliatorius. Lantano, bario, vario ir deguonies junginys, kurio kritinė temperatūra yra 30 K. Atvėrė naujų superlaidininkų galimybes. |
Programos
- Superlaidusis kvantinės interferencijos įtaisas (SQUID)
- Dalelių greitintuvai
- Mažųjų dalelių greitintuvai sveikatos srityje
- Levitaciniai traukiniai
- Branduolinė sintezė
- Magnetinio rezonanso tomografas
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra superlaidininkas?
Atsakymas: Superlaidininkas - tai medžiaga, kuri praleidžia elektros srovę be pasipriešinimo, kai ji tampa šaltesnė už "kritinę temperatūrą". Tokioje temperatūroje elektronai gali laisvai judėti per medžiagą.
K: Kuo superlaidininkas skiriasi nuo paprasto laidininko?
Atsakymas: Įprasti laidininkai, kai tampa šaltesni, lėtai praranda varžą (tampa laidesni). Tuo tarpu superlaidininkai savo varžą praranda iš karto. Tai yra fazinio perėjimo pavyzdys.
K: Kokie yra kai kurie superlaidininkų pavyzdžiai?
A: Kai kurie superlaidininkų pavyzdžiai yra metalai gyvsidabris ir švinas, keramika ir organiniai anglies nanovamzdeliai.
K: Kaip magnetas, judantis šalia laidininko, jį veikia?
A: Paprastai magnetas, judantis šalia laidininko, dėl elektromagnetinės indukcijos sukelia laidininke sroves. Tačiau superlaidininkas iš tikrųjų visiškai išstumia magnetinius laukus, sukeldamas paviršines sroves.
K: Kas yra Meissnerio efektas?
A: Meissnerio efektas pasireiškia tada, kai, užuot praleidęs magnetinį lauką, superlaidininkas veikia kaip į priešingą pusę nukreiptas magnetas, kuris atstumia tikrąjį magnetą. Tai galima pademonstruoti levituojant superlaidininką virš magnetų arba atvirkščiai.
Klausimas: Ar didelis magnetinis laukas naikina ar stiprina superlaidumą?
A: Didelis magnetinis laukas sunaikina superlaidumą ir atkuria normalią laidumo būseną.
