Supraconductor
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 8 iunie 2021; verificările necesită 13 modificări .Un supraconductor este un material a cărui rezistență electrică , atunci când temperatura scade la o anumită valoare Tc , devine egală cu zero ( supraconductivitate ). În acest caz, se spune că materialul dobândește „proprietăți supraconductoare” sau intră într-o „stare supraconductoare”.
Cercetarea supraconductivității este în prezent în curs de desfășurare pentru a crește temperatura Tc ( superconductivitate la temperatură înaltă ).
Istorie
În 1911, fizicianul olandez Kamerling-Onnes a descoperit că atunci când mercurul este răcit în heliu lichid , rezistența sa se schimbă mai întâi treptat, iar apoi la o temperatură de 4,1 K scade brusc la zero.
Cel mai mic supraconductor a fost creat în 2010 pe baza superconductorului organic (BETS) 2 GaCl 4 [1] [2] , unde abrevierea „ BETS ” înseamnă bis ethylene dithio tetra s elena fulvalene . Supraconductorul creat este format din doar patru perechi de molecule din această substanță cu o lungime totală a probei de aproximativ 3,76 nm .
Proprietățile supraconductoarelor
În funcție de proprietățile lor, supraconductorii sunt împărțiți în trei grupuri:
- Supraconductori de primul fel ;
- supraconductori de felul 1,5 ;
- supraconductori de felul II (al doilea) .
Tranziție de fază la starea supraconductoare
Trecerea unei substanțe la starea supraconductoare este însoțită de o modificare a proprietăților sale termice. Cu toate acestea, această schimbare depinde de tipul de supraconductori luati în considerare. Deci, pentru supraconductorii de tip I, în absența unui câmp magnetic, căldura de tranziție (absorbție sau eliberare) de la starea supraconductivă la starea obișnuită este zero și, prin urmare, suferă un salt în capacitatea de căldură , care este tipic pentru o tranziție de fază de tipul ΙΙ.
Efectul Meissner
O proprietate și mai importantă a unui supraconductor decât rezistența electrică zero este așa-numitul efect Meissner , care constă în împingerea fluxului magnetic din supraconductor. Din observarea experimentală a acestui fapt se ajunge la o concluzie despre existența unor curenți neamortizați în apropierea suprafeței supraconductorului, care creează un câmp magnetic intern opus câmpului magnetic extern aplicat și compensându-l.
Tabelul supraconductorilor
Tabelul de mai jos enumeră câțiva supraconductori și valorile lor caracteristice ale temperaturii critice ( Tc ) și ale câmpului magnetic limitator ( Bc ) .
| Denumirea materialului | Temperatura critică , K |
Câmp critic , T |
Anul publicării descoperirii supraconductivității |
|---|---|---|---|
| Supraconductori de tip I | |||
| Pb ( plumb ) | 7,26 [3] | 0,08 [4] | 1913 [3] |
| Sn ( staniu ) | 3,69 [3] | 0,031 [4] | 1913 [3] |
| Ta ( tantal ) | 4,38 [3] | 0,083 [4] | 1928 [3] |
| Al ( aluminiu ) | 1,18 [3] | 0,01 [4] | 1933 [3] |
| Zn ( zinc ) | 0,88 [4] | 0,0053 [4] | |
| W ( wolfram ) | 0,01 [4] | 0,0001 [4] | |
| Supraconductori de tipul 1,5 | |||
| Se caută un model teoretic [5] | |||
| Supraconductori de tip II | |||
| Nb ( niobiu ) | 9.20 [3] | 0,4 [4] | 1930 [3] |
| V 3 Ga | 14,5 [4] | >35 [4] | |
| Nb 3 Sn | 18,0 [4] | >25 [4] | |
| (Nb 3 Al) 4 Ge | 20,0 [4] | ||
| Nb 3 Ge | 23 [4] | ||
| GeTe | 0,17 [4] | 0,013 [4] | |
| SrTio 3 | 0,2–0,4 [4] | >60 [4] | |
| MgB 2 ( diborura de magneziu ) | 39 | ? | 2001 |
| H 2 S ( hidrogen sulfurat ) | 203 [6] | 72 [6] | 2015 [6] |
Aplicație
- Un computer cuantic folosește qubiți bazați pe supraconductori.
- Supraconductorii sunt, de asemenea, utilizați pentru a crea un câmp magnetic puternic , de exemplu, ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor; International Thermonuclear Experimental Reactor ) , în care supraconductorii , prin crearea unui câmp magnetic, rețin plasmă la temperatură ridicată, împiedicând-o să intre în contact cu pereții reactorul.
- Supraconductorii sunt utilizați în tomografele RMN (RMN - rezonanță magnetică nucleară ).
- Supraconductorii sunt utilizați în turbogeneratoarele de mare putere KGT-20 și KGT-1000 bazate pe supraconductivitate [7] , [8] și în dezvoltarea mașinilor electrice supraconductoare .
- Supraconductorii sunt utilizați în solenoizii cu magnet supraconductor .
- Supraconductorii sunt folosiți pentru a face fire supraconductoare .
Vezi și
- Supraconductivitate la temperaturi ridicate
- BSCCO
- stanid triniobia
- Niobiu-titan
- YBCO
- Super izolator
Literatură
- Hirsch JE, Maple MB, Marsiglio F. Clasele de materiale supraconductoare: Introducere și prezentare generală // Physica C: Superconductivity and its Applications. - 2015. - Vol. 514.-P. 1-8. — ISSN 09214534 . - doi : 10.1016/j.physc.2015.03.002 .
- Hamlin JJ Supraconductivitate în elementele metalice la presiuni înalte // Physica C: Supraconductivitate și aplicațiile sale. - 2015. - Vol. 514. - P. 59-76. — ISSN 09214534 . - doi : 10.1016/j.physc.2015.02.032 .
- White BD, Thompson JD, Maple MB Supraconductivitate neconvențională în compuși cu fermioni grei // Physica C: Superconductivitate și aplicațiile sale. - 2015. - Vol. 514. - P. 246-278. — ISSN 09214534 . - doi : 10.1016/j.physc.2015.02.044 .
- Kubozono Yoshihiro, Goto Hidenori, Jabuchi Taihei, Yokoya Takayoshi, Kambe Takashi, Sakai Yusuke, Izumi Masanari, Zheng Lu, Hamao Shino, Nguyen Huyen LT, Sakata Masafumi, Kagayama Tomoko, Shimizu Katsuya. Supraconductivitate în hidrocarburi aromatice // Physica C: Supraconductivitate și aplicațiile sale. - 2015. - Vol. 514. - P. 199-205. — ISSN 09214534 . - doi : 10.1016/j.physc.2015.02.015 .
- Griveau Jean-Christophe, Colineau Eric. Supraconductivitate în elemente și compuși transuraniu // Comptes Rendus Physique. - 2014. - Vol. 15. - P. 599-615. — ISSN 16310705 . - doi : 10.1016/j.crhy.2014.07.001 .
- Chernoplekov N. A. Materiale supraconductoare în tehnologia modernă // „Natura” , 1979. - Nr. 4.
- Antonov Yu.F. , Danilevici Ya.B. Generator crioturbină KTG-20: experiență în crearea și problemele ingineriei electrice supraconductoare . - M. : Fizmatlit, 2013. - 600 p. - ISBN ISBN 978-5-9221-1521-6 .
- Turbogeneratoare Glebov IA care folosesc supraconductivitate. — L. : Nauka : Leningrad. Catedra, 1981. - 231 p.
- Wilson M. Magneţi supraconductori. - M . : Energie, 1985. - 405 p.
- Gurevici A. Vl. Fizica supraconductoarelor compozite. — M .: Nauka, 1987. — 240 p.
- Pan V. M. Metalofizica supraconductorilor. - Kiev: Nauk. Dumka, 1984. - 189 p.
Note
- ↑ K. Clark, A. Hassanien, S. Khan, K.-F. Braun, H. Tanaka și S.-W. Hla. Supraconductivitate în doar patru perechi de molecule (BETS)2GaCl4 (engleză) // Nature Nanotechnology . - 2010. - Vol. 5 . - P. 261-265 .
- ↑ Yuri Erin. A creat un supraconductor format din doar 8 molecule de materie . Elementy.ru (19 aprilie 2010). Consultat la 19 aprilie 2010. Arhivat din original pe 26 august 2011.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V. L. Ginzburg , E. A. Andryushin. Capitolul 1. Descoperirea supraconductivității // Supraconductivitate . — Ediția a II-a, revizuită și mărită. - Alfa-M, 2006. - 112 p. - 3000 de exemplare. — ISBN 5-98281-088-6 . Arhivat pe 13 septembrie 2011 la Wayback Machine
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [bse.sci-lib.com/article100164.html Superconductor] - articol din Marea Enciclopedie Sovietică
- ↑ Fizicienii au prezentat teoria supraconductivității unu și jumătate (link inaccesibil) . Consultat la 26 octombrie 2011. Arhivat din original la 10 aprilie 2018.
- ↑ 1 2 3 A. P. Drozdov, M.I. Eremets, I.A. Troyan, V. Ksenofontov, S.I. Shylin. Supraconductivitate convențională la 203 kelvin la presiuni ridicate în sistemul de hidrură de sulf // Natură. - T. 525 , nr. 7567 . — p. 73–76 . - doi : 10.1038/nature14964 .
- ↑ Glebov, 1981 .
- ↑ Antonov, 2013 .
| Materiale conductoare | |
|---|---|