ابررسانایی فلزات و آلیاژها – superconductivity of metals and alloys

ابررسانایی فلزات و آلیاژها – superconductivity of metals and alloys

ابررسانایی به ترکیب جالب خواص الکتریکی و مغناطیسی فلزات مشخصی که در درجات حرارت خیلی پایین در آنها به وجود می‌آید اطلاق می شود.

یک چنین دمایی اولین بار در سال ۱۹۰۸ وقتی کمرلینگ اونز در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد که با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یک درجه کلوین برسد.

آقای اونز که با پلاتینیم کار می کرد متوجه شد که مقاومت نمونه سرد تا یک مقدار کم کاهش پیدا می کرد. این کاهش به خلوص نمونه بستگی داشت.

در آن زمان خالص ترین فلز قابل دسترس جیوه بود. برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت.

او متوجه شد که در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد غیر قابل اندازه گیری کاهش پیدا می کند.

البته این موضوع زیاد شگفت انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر منتظره می نمود. موقعی که درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده می شود به جای اینکه مقاومت به ارامی کاهش یابد،

در درجه حرارت ۴ کلوین ناگهان افت می کرد و پایین تر از این درجه حرارت جیوه هیچگونه مقاومتی از خود نشان نمی داد.

همچنین این گذار ناگهانی به حالت بی مقاومتی فقط مربوط به خواص فلزات نمی شد. حتی اگر جیوه ناخالص بود اتفاق می افتاد.

آقای اونز قبول کرد که پایین تر از ۴ کلوین جیوه به یک حالت دیگری از خواص الکتریکی که کاملا با حالت شناخته شده قبلی متفاوت بود رفته است و این حالت تازه (( حالت ابررسانایی)) نام گرفت.
بعدا کشف شد که ابررسانایی را می توان از بین برد ( یعنی مقاومت الکتریکی را می توان مجددا بازگردانید.).

اگر یک میدان مغناطیسی قوی به فلز اعمال شود. این فلز در حالت ابررسانایی دارای خواص مغناطیسی بسیار متفاوتی با حالت درجه حرارتهای معمولی می باشد.

تاکنون مشخص شده است که نصف عناصر فلزی و همچنین چندین آلیاژ در درجه حرارت های پایین ابررسانا می شوند.

فلزاتی که ابررسانایی را در درجه حرارت های پایین از خود نشان می دهند ( ابررسانا ) نامیده می شوند.

سالهای بسیاری تصور می شد که تمام ابررسانا ها بر طبق یک اصول فیزیکی مشابه رفتار می کنند. اما اکنون ثابت شده است که دو نوع ابررسانا وجود دارد که به نوع I و II مشهور می باشد.

اغلب عناصری که ابررسانا هستند ابررسانایی از نوع I را از خود نشان می دهند. در صورتی که آلیاژها عموما ابررسانایی از نوع II را از خود نشان می دهند.

این دو نوع چندین خاصیت مشابه دارند. اما رفتار مغناطیسی بسیار متفاوتی از خود بروز می دهند.