Les supraconducteurs sont des matériaux qui conduisent l' électricité sans résistance . Découvert en 1911, il a fallu attendre 1957 pour que l'explication acceptable de leur comportement étrange a été offerte. Même alors , il a fallu encore 30 ans pour les supraconducteurs qui conduisent à la température de l'azote liquide au-dessus , 77 degrés Kelvin être trouvé. Les physiciens croient maintenant supraconducteurs peuvent être trouvés que la conduite à la température ambiante . La quête pour atteindre la température ambiante supraconductivité est en cours et nécessite une révision constante des concepts supraconducteurs et des idées. Principales caractéristiques des supraconducteurs
La caractéristique la plus observable d'un supraconducteur est une perte complète de la résistance mesurable à une température appelée température de transition du supraconducteur particulier. Supraconducteurs aussi ne permettent pas de champs magnétiques à pénétrer. Cela conduit à leur repousser le terrain, un phénomène appelé l'effet Meisner . En conséquence supraconducteurs flottent au-dessus d'un aimant. Ceci est maintenant utilisé comme un test très simple pour un supraconducteur.
La théorie BCS
Leon Cooper, un physicien , calculés que les électrons qui se repoussent normalement l'autre s'attirent autre dans un supraconducteur paires d'électrons state.Such sont appelés paires de Cooper . Lorsque les paires de Cooper se déplacent en harmonie dans un environnement de phonons - vibrations du réseau de matériaux - elle conduit à un mouvement corrélé frottement des électrons appelés supraconductivité. Ces concepts et les idées ont été développées par un trio de John Bardeen , Leon Cooper et John Schrieffer . C'est ce qu'on appelle la théorie BCS . Il a expliqué la supraconductivité en termes de mécanique quantique et les trois hommes a obtenu le prix Nobel de physique en 1972.
L'avènement de supraconducteurs à haute température
longtemps la température de transition plus haut accroché à 23 degrés Kelvin . Puis, en 1986 John Bednorz et Alex Muller, deux physiciens en Suisse , dopés quelque matériau isolant céramique - oxyde de cuivre lanthane - avec le baryum métallique et le nouveau matériel est devenu un supraconducteur à 30 degrés Kelvin. D'autres, comme Paul Chu , améliorés sur cet effort pour obtenir des températures de transition encore plus élevées , jusqu'à 164 Kelvin en 1990. Bednorz et Muller a partagé le prix Nobel de physique en 1987.
Supraconducteurs ferromagnétiques
ferromagnétisme et de la supraconductivité ont été considérées comme des phénomènes antagonistes. Le début du 21e siècle a vu une révision drastique de cette idée. Nouveaux supraconducteurs ont été découverts qui co- existé avec le ferromagnétisme . Le fer est un élément ferromagnétique bien connu. En 2008 , les supraconducteurs à base de fer avec la température de transition élevée , jusqu'à 55 degrés Kelvin , ont été découverts. De nombreux physiciens pensent maintenant spin électronique contribue à la supraconductivité comme charge de l'électron . La contribution exacte de chacun est encore à déterminer .
La route de supraconductivité à température ambiante
actuellement connus supraconducteurs travail à environ 77 degrés Kelvin si certains matériaux atteignent 164 Kelvin . Le défi consiste à produire des supraconducteurs qui fonctionnent à 300 degrés Kelvin , la température ambiante. De nombreux physiciens pensent maintenant qu'il est réalisable . Des conférences ont été organisées , les papiers et les nouvelles idées proposées et présentées sur la façon d'atteindre la supraconductivité à température ambiante. Toutefois, le champ attend encore un des matériaux acceptables théorie spécifique . Une telle théorie montrera la voie à la découverte des supraconducteurs à dessein plutôt que par un heureux hasard . La théorie est également nécessaire d'expliquer et d'unifier les découvertes de la supraconductivité depuis BCS . Il doit également être capable de prédire de nouveaux supraconducteurs à haute température , y compris les supraconducteurs à température ambiante .
