Գերհաղորդականություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Մագնիսն ազատ կախվում է օդում՝ հեղուկ ազոտով սառեցված բարձրջերմաստիճանային գերհարորդչի վերևում։ Գերհաղորդչի մակերևույթով անցնում է չմարող հոսանք՝ արտաքսելով մագնիսական դաշտը մագնիսից (էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա)։ Հոսանքի միջոցով ձևավորվում է մագնիսին վանողությամբ հակազդող էլեկտրամագնիս:

Գերհաղորդականություն, որոշակի ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանում (կրիտիկական ջերմաստիճան) զրո դիմադրությամբ բնութագրվող երևույթ որոշ նյութերում։ Գերհաղորդականությունը հատկանշվում է նաև Մեյսների էֆեկտով՝ ներքին մագնիսական դաշտի ատրամղում գերհաղորդչի ամբողջ ծավալում։ Հայտնաբերել է Հեյկե Կամերլինգ Օնեսը 1911 թվականին։ Ինչպես ֆեռոմագնիսականությունը և ատոմական սպեկտրային գծերը, գերհաղորդականությունը ևս քվանտամեխանիկականկան երևույթ է։ Մեյսների էֆեկտի ի հայտ գալը ցույց է տալիս, որ գերհաղորդականութունը չի կարող պարզապես ընկալվել որպես դասական ֆիզիկայում կատարյալ հաղորդիչների իդեալականացում։

Մետաղե հաղորդչի էլեկտրական դիմադրությունը ջերմաստիճանի ցածրանալու հետ նվազում է։ Սովորական հաղորդիչներում, ինչպես պղինձը և արծաթն են, խառնուրդները և այլ թերություններ սահմանափակում են դիմադրության անկումը։ Նույնիսկ բացարձակ զրոյին մոտ ջերմաստիճանում նորմալ հաղորդիչը որոշ ոչ զրոյական դիմադրություն ունի։ Մինչդեռ գերհաղորդիչի դիմադրությունը կտրուկ զրո է դառնում, երբ նյութը սառեցվում է կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճաններում։ Գերհաղորդիչ լարի փակ կոնտուրով անցնող էլեկտրական հոսանքը կարող է անվերջ երկար պահպանվել առանց սնման աղբյուրի[1][2][3][4][5]։

1986 թ. հայտնաբերվեց, որ որոշ կուպրատ-պերովսկիտային կերամիկական նյութերն ունեն 90 Կ-ից (-183 °C) բարձր կրիտիկական ջերմաստիճան[6]։ Այսպիսի բարձր անցումային ջերմաստիճանը տեսականորեն անհնար է սովորական գերհաղորդիչների համար, այդ պատճառով նման նյութերը կոչվեցին բարձրջերմաստիճանային գերհաղորդիչներ։ Հեղուկ ազոտը եռում է 77 Կ-ում, և ավելի բարձր ջերմաստիճաններում գերհաղորդականությունը սկիզբ դրեց փորձերի և կիրառությունների, որոնք արդյունավետ չէին ցածր ջերմաստիճանների համար։

Գերհաղորդականություն են դրսևորում տարբեր նյութեր. հասարակ տարրերը՝ անագը, ալյումին, և այլն, տարբեր մետաղաձուլվածքներ, որոշ հարստացված կիսահաղորդիչներ։ Ազնիվ մետաղներում, ինչպես ոսկին և արծաթը, ինչպես նաև ֆեռոմագնիսական մետաղների անարատ նմուշներում գերհաղորդականություն չի դիտվում։

1986 թվականին, կուպրատ-պերովսկիտ կերամիկ նյութերի բարձրաստիճան գերհաղորհիչների մի ընտանիքի հայտնաբերումը, 90 կելվինից բարձր կրիտիկական ջերմաստիճանով, հետաքրքրությունը և հետազոտությունը գերհաղորդականության մեջ թարմացրեց տարբեր պատճառներով։ Որպես զուտ հետազոտական առարկա, այս նյութերը ներկայացնում էին մի նոր երևույթ, որ ժամանակվա տեսությամբ բացատրություն չուներ։ Ավելին, քանի որ գերհաղորդականությունը պահպանվում է մինչ ավելի վարելի ջերմաստիճաններ, տնտեսապես կարևոր հեղուկ ազոտի եռացման կետից անց, ավելի առևտրական կիրառումներ են կարելի, հատկապես եթե նույնիսկ ավելի բարձր կրիտիկական ջերմաստիճանով նյութեր հայտնաբերվեն։

Հայաստանում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հայաստանում կա գերհաղորդականության և՛ տեսական, և՛ փորձարարական դպրոց, որոնք կենտրոնացված են հիմնականում ԵՊՀ ֆիզիկայի ֆակուլտետում և ՀՀ ԳԱԱ Ֆիզիկական հետազոտությունների ինստիտուտում։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Bardeen John, Cooper Leon, Schriffer J. R. (December 1, 1957)։ «Theory of Superconductivity»։ Physical Review 8 (5): 1178։ doi:10.1103/physrev.108.1175։ Վերցված է June 6, 2014 
  2. Daintith, John (2009). The Facts on File Dictionary of Physics (4 տպ.). Infobase Publishing. էջեր 238. ISBN 1438109490. http://books.google.com/books?id=VdEVdJo3CDgC&pg=PA238&dq=superconductivity+%22persist+indefinitely. 
  3. John C. Gallop (1990). SQUIDS, the Josephson Effects and Superconducting Electronics (տե՛ս ՍՔՈՒԻԴ). CRC Press. էջեր 3, 20. ISBN 0-7503-0051-5. http://books.google.com/?id=ad8_JsfCdKQC&printsec=frontcover. 
  4. Neeraj, Mehta (2011). Applied Physics for Engineers. PHI Learning Private Ltd.. էջեր 930–931. ISBN 8120342429. http://books.google.com/books?id=7nEDECulaZ4C&pg=PA931&dq=%22persist+indefinitely. 
  5. Durrant, Alan (2000). Quantum Physics of Matter. CRC Press. էջեր 102–103. ISBN 0750307218. http://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA103&dq=%22persist+indefinitely. 
  6. J. G. Bednorz and K. A. Müller (1986)։ «Possible high Tc superconductivity in the Ba−La−Cu−O system»։ Z. Physik, B 64 (1): 189–193։ Bibcode:1986ZPhyB..64..189B։ doi:10.1007/BF01303701