 |
|
| Heike Kamerlingh Onnes
|
Суперпроводниците, материјали што не покажуваат никаков отпор при протекување на струјата низ нив, се едно од последните големи научни откритија. Не само што врвот на суперпроводливоста не е достигнат туку се чини дека и теориите кои што го објаснуваат однесувањето на суперспроводниците постојано се менуваат. Во 1911 година суперпроводливоста беше прво забележана кај живата од холандскиот физичар Heike Kamerlingh Onnes од
Универзитетот во Leiden. Кога тој ја изложил живата на температура на вриење на течен хелиум
кој изнесува 4 K, отпорот кој дотогаш го покажувала кон течење на струјата одеднаш исчезнал. Наредната голема пресвртница настанала со откритието на Walter Meissner и Robert Ochsenfeld во 1933 година кога тие дошле до сознание дека суперпроводните материјали го одбиваат магнетното поле (магнетот се придвижува од индуцираните струи во проводникот), но во суперпроводникот индуцираните струи точно го отсликуваат полето што во друг случај би пенетрирало во материјалот - придизвикувајќи магнетот да биде одбиен. Овој феномен е познат како дијамагнетизам и денес обично се означува како Мајснероф ефект. Мајснеровиот ефект е толку силен што магнетот може да левитира над суперспроводниот материјал.
Во следните децении се откриени други суперпроводни метали, легури и компоненти. Во 1941 година, било покажано дека ниобиум нитридот покажува суперпроводнички својства на температура од 16 K. Во 1953 година откриено е дека ванадиум силикат манифестира суперпроводнички својства на 17,5 K, а во 1962 година научниците од Вестингхаус го произведоа првиот суперпроводнички кабел, легура на ниобиум и титан. Првата употреба на овој високотемпературен кабел започна дури во 1987 година кога бил применет во лабораториите на Fermilab Tevatron. Првото широко прифатено теоретско објаснување на суперпроводливостса е предложено во 1957 година од американските физичари
John Bardeen,
Leon N. Cooper и
J. Robert Schrieffer.
|
| John Bardeen, Leon Cooper и Robert Schrieffer
|
Нивната теорија за суперпроводливоста денес е позната како BCS теорија (според иницијалите на нејзините автори) што им ја донесе Нобеловата награда во 1972 година. Математички комплексната BCS теорија ја објаснува суперспроводливоста на температури блиски до аполутната нула за елементите и простите легури. Како и да е на повисоки температури и со различни суперспроводни системи BCS теоријата не е во состојба да даде целосно објаснување за настанувањето на
оваа појава.
|
| Brian D. Josephson
|
|
| Klaus Bechgaard
|
Другиот голем теоретски успех е направен во 1962 година кога Brian D. Josephson, дипломирани студент на Универзитетот во Кембриџ, го изнел своето тврдење дека електричната струја ќе протекува помеѓу два суперпроводливи материјали, дури и кога тие се одвоени со несуперпроводник или изолатор. Неговиот труд покасно е потврден и му ја донел Нобеловата награда за физика во 1973 година. Овој тунелирачки феномен денеска познат како Josephson-ов ефект, подоцна нашол примена за изработка на инструмент (познат како SQUID) способен да го детектира дури и најслабото магнетно поле. Осумдесетите години беа декада на
големи откритија во полето на суперспроводливоста. Во 1964 година Bill Little од Стенфорд Универзитетот укажл на можноста од постоење на органски суперспроводник кој успешно бил синтетизиран во 1980 година од данскиот истражувач Klaus Bechgaard на Универзитетот во Копенхаген заедно со уште тројца француски исражувачи во тимот предводени од Bernard Raveau. Синтетизираниот суперпроводник TMTSF2PF6 треба да се излади на температура од 1,2 К (позната како критична температура - Tc) и да се изложи на висок притисок за да стане суперспроводен.
|
| Karl Alexander Müller
|
|
| Johannes Georg Bednorz
|
Во 1986 година е направено едно навистина продорно откритие во областа на суперпроводливоста. Alex Müller и Georg Bednorz истражувачи во научната лабораторија на IBM, во Ruschlikon, Швајцарија, креираа керамичко соединение суперпроводливо на дотогаш највисоката позната температура: 30 K. Она што го направи ова откритие толку интересно е тоа што керамиките се обично изолатори т.е. не спроведуваат добро електричество, па затоа истражувачите никогаш порано не сметале на нив како можни суперпровдливи материјали. Соединението La2-xSrxCuO4 кое
Alex Müller и
Georg Bednorz го синтетизирале се однесува на сè уште неразјаснет начин. (Резултатите се објавени во Zeitschrift für Physik Април 1986 година). Ова на двајцата истражувачи им ја донесе Нобеловата награда наредната година.
Малку подоцна беше откриено дека делови од овој материјал се суперспроводници на 58 К. Истражувачите од сиот свет веднаш после ова започнаа со приготвување на керамички материјали во сите можни комбинации со цел да постигнат се поголема и поголема критична температура. Во јануари 1987 година истражувачкиот тим на Универзитетот во Алабама - Хантсвил, супституираа итриум (Y) на местотo
на лантаннот (La) во Müller-Bednorz-овиот суперпроводник и постигнаа критична температура од неверојатни 92 K. За прв пат беше откриен материјал (денеска познат како YBCO) кој е суперпроводник на температура повисока од температурата на вриење на течен азот.
Дополнителен напредок беше постигнат со користење на егзотични, често токсични елементи, во основната слоеста структура на керамичкиот материјал. Моменталниот рекорд со највисока критична температура го држи материјалот со хемиска формула Hg0,8Tl0,2Ba2Ca2Cu3O8,33 и изнесува 138 K. Овој керамички суперпроводник
е добиен во 1995 година од тимот на Dai, Chakoumakos (O.R.N.L); Sun, Wong (Univ.Kansas); Xin, Lu (Midwest Superconductivity Inc.). Под екстремен притисок неговата критична температура може да се покачи за 25 до 30 степени на 300.000 атмосфери.
Последните години се особено се значајни поради откритијата на првиот високотемпературен суперпроводник кој не содржи бакар, како и откритието на првиот пластичен суперспроводни.
Автор: Ненад Миливојевиќ
Корисни линкови:
|
|
