Superkonduktiveso
Superkonduktiveso esas fenomeno fizikala qua eventas en ula materiali kande li koldeskas infre kritikala temperaturo (Tc). Ye ta stando, la elektra rezistivo di la materialo divenas abrupte nula, e magnetala feldi esas ekpulsata ek lua interna strukturo (Meissner-efekto).
La deskovro di superkonduktiveso esas atribuita a Heike Kamerlingh Onnes, qua en 1911 observis ke la rezistivo di merkurio desaparis kande ol koldeskesis per liquida helio a temperaturi proxime a 4,2 K (−268,95 °C). Pos ta epoko, multa altra metali ed aloyuri montris la sama proprajo, ma nur ye extreme basa temperaturi.
Propraji fundamentala
[redaktar | redaktar fonto]Ultre la nula rezistivo, la duesma esencala traito di superkonduktiveso esas la Meissner-efekto (deskovrita da Walther Meissner e Robert Ochsenfeld en 1933): kande materialo transiras al superkonduktiva stando, ol ekpulsas omna magnetala feldo de sua interno, kondutante quale perfekta diamagnetajo. Ta du propraji definas la superkonduktiva stando.
Teorio BCS
[redaktar | redaktar fonto]La mikroskopala expliko di superkonduktiveso en konvencionala materiali venas de la BCS-teorio (propozita da John Bardeen, Leon Cooper e John Robert Schrieffer en 1957, qui recevis la Nobel-premio pri fiziko en 1972). Segun ta teorio, elektroni en la materialo formacas Cooper-pari per interago kun la fononi di la kristala strukturo. Ta pari kondutas quale bosoni e povas fluar sen disipo di energio.
Tipi di superkondukteri
[redaktar | redaktar fonto]On distingas du precipua tipi di superkondukteri:
- Tipo I: konsistas ek pura metali (ex. Hg, Pb, Sn). Li subite transiras a superkonduktiva stando e komplete ekpulsas magnetala feldi nur til basa kritikala feldo (Hc). Transirante ca limito, superkonduktiveso destruktesas.
- Tipo II: ofte aloyuri o komplexa ceramikaji (ex. NbTi, Nb3Sn). Li permis la partala penetro di magnetala feldo en formo di vortici (mikra normala regioni) inter du kritikala feldi (Hc1 e Hc2). Li povas suportar plu forta magnetala feldi, esante esencala por aplikaji qui bezonas alta magneti.
Alta-temperatura superkonduktiveso
[redaktar | redaktar fonto]Dum multa yardeki, la maxima Tc restis tre basa. En 1986, Georg Bednorz ed Alex Müller deskovris ke kupro-oxala ceramikajo (YBCO) divenis superkonduktiva ye ~35 K, quo inauguris l'epoko di alta-temperatura superkondukteri (ATSK). Nuntempe existas materiali qui superkonduktas ye temperaturi super 130 K, kelkafoye mem atingante temperaturo di liquida nitrogeno (77 K), multe plu chipa kam helio.
Aplikaji
[redaktar | redaktar fonto]La nula rezistivo e la kapableso krear extreme forta magnetala feldi igas superkonduktiveso nemalhavebla en multa teknologii:
- Magneto-rezonancala imajo (MRI): uzesas en medicino por produktar detaloza imaji dil interna organi.
- Particle-rapidigili (ex. Granda Kolizionilo di Hadroni): superkonduktiva magneti guidas la partiklo-radii.
- SQUID (Superkonduktiva Quantumala Interfero-Aparato): extreme sentiva magnetometri por mezurar febla magnetala feldi, uzata en geofiziko e medicino.
- Maglev-traini: treni qui levetacas super la reli per magnetala repulso, eliminante friciono.
- Fuzo-reaktori (ex. ITER): uzas superkonduktiva magneti por konfinar la plasmo.
La serchado di materialo superkonduktiva ye ambientala temperaturo esas un ek la "santa grii" di la nuntempa fiziko e cienco di materiali.