superprovodljivost
je svojstvo određenog materijala na vrlo niskim temperaturama.
Materijali za koje je utvrđeno da imaju ovo svojstvo uključuju metale i njihove legure
(kositar, aluminij i drugi), neki poluvodiči i određena keramika
poznati kao kuprati koji sadrže atome bakra i kisika. A
supravodič provodi elektricitet bez otpora, što je jedinstveno
imovine. Također savršeno odbija magnetska polja u fenomenu
poznat kao Meissnerov efekt, gubi svako unutarnje magnetsko polje
mogao imati prije nego što je ohlađen na kritičnu temperaturu. Jer
ovog učinka, neki se mogu natjerati da beskrajno lebde iznad jakog
magnetsko polje.
Za
kod većine supravodljivih materijala, kritična temperatura je ispod oko
30 K (oko -406°F ili -243°C). Neki materijali, tzv
visokotemperaturnih supravodiča, čine fazni prijelaz na ovo
stanje na mnogo višim kritičnim temperaturama, obično višim od 70 K
(oko -334°F ili -203°C), a ponekad i do 138 K
(oko -211°F ili -135°C). Ovi materijali su skoro
uvijek kuprat-perovskitna keramika. Prikazuju se malo drugačije
svojstva od ostalih supravodiča i način na koji oni prelaze
još uvijek nije u potpunosti objašnjeno. Ponekad se nazivaju tipom II
supravodiči kako bi se razlikovali od konvencionalnijeg tipa
I.
Korištenje električnih romobila ističe
teorija konvencionalnih, niskotemperaturnih supravodiča, međutim, jest
dobro shvaćeno. U vodiču, elektroni teku kroz ionsku
rešetku atoma, oslobađajući dio svoje energije u rešetku i
zagrijavanje materijala. Taj se tok naziva električna energija. Jer
elektroni neprestano udaraju o rešetku, neki od njih
energija se gubi i električna struja smanjuje intenzitet kako se
putuje po cijelom dirigentu. To je ono što se podrazumijeva pod električnim
otpor u vodljivosti.
In
supravodič, elektroni koji teku međusobno se vežu
aranžmani koji se nazivaju Cooperovi parovi, koji moraju doživjeti značajan potres
energije koju treba razdvojiti. Izložba elektrona u Cooperovim parovima
superfluidna svojstva, teče beskrajno bez otpora. The
ekstremna hladnoća znači da atomi njezinih članova ne vibriraju intenzivno
dovoljno da razbije Cooperove parove. Posljedično, parovi ostaju
neograničeno međusobno povezani sve dok temperatura ostaje ispod
kritična vrijednost.
elektroni
u Cooperovim parovima se međusobno privlače razmjenom fonona,
kvantizirane jedinice vibracije, unutar vibrirajuće rešetke
materijal. Elektroni se ne mogu izravno vezati jedni na druge na način na koji
nukleoni rade jer ne doživljavaju tzv
jaka sila, “ljepilo” koje drži protone i
neutroni zajedno u jezgri. Osim toga, elektroni su svi
negativno nabijene i posljedično se međusobno odbijaju ako i oni dobiju
blizu zajedno. Svaki elektron malo povećava naboj
atomska rešetka koja ga okružuje, međutim, stvara domenu mreže
pozitivan naboj koji zauzvrat privlači druge elektrone. Dinamika od
Opisano je Cooperovo uparivanje u konvencionalnim supravodičima
matematički prema BCS teoriji supravodljivosti, razvijenoj 1957. godine
autora Johna Bardeena, Leona Coopera i Roberta Schrieffera.
As
znanstvenici neprestano otkrivaju nove materijale koji su supravodljivi na višim
temperaturama, približavaju se otkriću materijala koji će
integrirati s našim električnim mrežama i elektroničkim dizajnom bez pretrpavanja
ogromni računi za hlađenje. Važan napredak učinjen je 1986. kada
JG Bednorz i KA Müller otkrili su one koji rade
višim temperaturama, podižući kritičnu temperaturu dovoljno da se
potrebna hladnoća mogla bi se postići tekućim dušikom radije nego
skupim tekućim helijem. Kad bi istraživači mogli otkriti dodatne
materijala koji bi se mogli koristiti na ovaj način, možda bi to postalo
ekonomski izvedivo za prijenos električne energije jako dugo
udaljenosti bez ikakvog gubitka snage. Također niz drugih aplikacija
postoje u akceleratorima čestica, motorima, transformatorima, spremištima energije,
magnetski filteri, fMRI skeniranje i magnetska levitacija