nadprzewodniki 1

1

1

n

\IP

Nadprzewodniki

W 1911 roku fizyk holenderski Heike Kammerlingh Onnes odkrył, że w temperaturach kilku kelwinów wiele pospolitych metali, nienależących do najlepszych przewodników elektrycznych (a więc glin, ołów, cyna, rtęć, ale nie miedź ani srebro), nagle traci zupełnie opór elektryczny. Mówimy, że metale te przechodzą do stanu nadprzewodzącego lub krócej, że stają się nadprzewodnikami. Prąd elektryczny raz pobudzony w pierścieniu nadprzewodzącym może w nim płynąć latami, mimo braku jakiegokolwiek źródła napięcia. Nadprzewodniki mają wiele innych bardzo interesujących właściwości, ale z punktu widzenia ich Potencjalnych zastosowań najważniejszą *ch cechąjest właśnie brak oporu elektry-cznego. Zjawisko nadprzewodnictwa zostało wyjaśnione dopiero w 1958 roku, za Pomocą wyrafinowanych metod fizyki kwantowej. Polega ono, z grubsza, na tym, że elektrony przestają poruszać się mezależnie od siebie i indywidualnie zderzać się z atomami wychylonymi z położeń równowagi i z atomami domieszek. Elektrony łączą się w pary, zwane parami Coopera. Ilekroć jeden elektron pary doznaje zderzenia zmieniającego jego pęd, drugi doznaje zderzenia z przeciwną zmianą pędu, tak że pęd pary i jej energia pozo-stająbez zmian. Wyjaśnienie mechanizmu nadprzewodnictwa przyniosło jego twórcom - Bardeenowi, Cooperowi i Schriefe-rowi Nagrodę Nobla, ale dopiero w kilkanaście lat po opublikowaniu przez nich teorii, zwanej obecnie teorią BCS. Perspektywa przesyłania energii elektrycznej bez żadnych strat związanych z ciepłem Joule’a przez wiele lat pobudzała naukowców do poszukiwania materiałów o coraz wyższych temperaturach przejścia do stanu nadprzewodzącego. Niestety, najwyższa temperatura, jaką udało się uzyskać do roku 1986, wyniosła tylko 23 K, o wiele za mało, by myśleć o szerokich zastosowaniach praktycznych nadprzewodników. W 1987 roku

95

www.wsip.com.pl