អ្នករកឃើញនៃ superconductivity Kamerlin-Onnes ។ (1911), www.superconductors.org
អ្នកនិពន្ធនៃគំរូដែលពេញនិយមបំផុតនៃ superconductivity (BCS) គឺ John Bardeen, Leon Kupper, John Schriiffer (1957), www.superconductors.org
បុព្វបុរសរបស់ HTSC ។ ជ័យលាភីរង្វាន់ណូបែល Alex Müller និង Georg Bednorz, www.superconductors.org
ការរកឃើញដំណាក់កាល HTSC ដែលមានផ្ទុកជាតិបារតនៅនាយកដ្ឋានគីមីវិទ្យានៃសាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋម៉ូស្គូ - E.V. Antipov និង S.N. www.icr.chem.msu.ru
ប្រវត្តិនៃការរកឃើញ
(Tretyakov Yu.D., Gudilin E.A., គោលការណ៍គីមីនៃការទទួលបានលោហៈធាតុអុកស៊ីតកម្ម superconductors, Uspekhi Khimii, ឆ្នាំ 2000, v. 69, លេខ 1, ទំព័រ 3-40 ។ )
ប្រវត្តិសាស្រ្តនៃ superconductivity ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយខ្សែសង្វាក់នៃការរកឃើញកាន់តែច្រើនឡើង រចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញប្រភេទនៃ "ការវិវត្តន៍គីមី" ពីសាមញ្ញទៅស្មុគស្មាញ។ វាមានអាយុកាលតាំងពីឆ្នាំ 1911 នៅពេលដែលរូបវិទូជនជាតិហូឡង់ Kamerlingh Onnes ដែលបានទទួលអេលីយ៉ូមរាវដំបូង ហើយដោយហេតុនេះបើកផ្លូវដល់ការសិក្សាជាប្រព័ន្ធនៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃវត្ថុធាតុនៅសីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត បានរកឃើញថានៅ 4.2 K បារតលោហធាតុធម្មតា (សារធាតុសាមញ្ញ។ តំណាងឱ្យ "លោហៈអាក្រក់") បាត់បង់ភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីទាំងស្រុង។ នៅឆ្នាំ 1933 Meissner និង Ochsenfeld បានបង្ហាញថា superconductors (SC) ក៏ជា diamagnet ដ៏ល្អផងដែរ ពោលគឺពួកវារុញចេញនូវបន្ទាត់ទាំងស្រុង។ វាលម៉ាញេទិកពីបរិមាណនៃការបណ្តាក់ទុនរួមគ្នា។
ទាំងអស់នេះ ជាគោលការណ៍បានបើកនូវលទ្ធភាពដ៏ធំសម្បើមសម្រាប់ការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃ superconductivity ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅលើផ្លូវដើម្បីសម្រេចបាននូវគំនិតទាំងនេះ យូរមានរបាំងដែលមិនអាចទប់ទល់បាន - សីតុណ្ហភាពទាបបំផុតនៃការផ្លាស់ប្តូរទៅសភាពក្តៅខ្លាំង ដែលហៅថាសីតុណ្ហភាពសំខាន់ (Tc) ។ ក្នុងរយៈពេល 75 ឆ្នាំដែលបានកន្លងផុតទៅចាប់តាំងពីការរកឃើញរបស់ Kamerlingh Onnes សីតុណ្ហភាពនេះត្រូវបានកើនឡើងត្រឹមតែ 23.2 K នៅលើសមាសធាតុ Nb 3 Ge intermetallic ហើយទ្រឹស្ដីដែលទទួលយកជាទូទៅនៃ superconductivity (BCS) បានធ្វើឱ្យមានការមិនជឿលើលទ្ធភាពជាមូលដ្ឋាន។ ការយកឈ្នះលើរបាំងសីតុណ្ហភាពនេះ។
នៅឆ្នាំ 1986 Bednorz និងMüller បានរកឃើញសមត្ថភាពនៃសេរ៉ាមិចដោយផ្អែកលើទង់ដែង lanthanum និង barium oxides (La 2-x Ba x CuO 4) ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរទៅសភាព superheated នៅ 30K ។ cuprates ស្មុគស្មាញនៃសមាសភាពស្រដៀងគ្នាត្រូវបានសំយោគនៅឆ្នាំ 1978 ។ Lazarev, Kahan និង Shaplygin ក៏ដូចជាអ្នកស្រាវជ្រាវជនជាតិបារាំងពីរឆ្នាំក្រោយមក។ ជាអកុសល ចរន្តអគ្គិសនីនៃសំណាកទាំងនេះត្រូវបានវាស់ត្រឹមចំណុចរំពុះប៉ុណ្ណោះ។ អាសូតរាវ(77K) ដែលមិនអនុញ្ញាតឱ្យយើងរកឃើញឥទ្ធិពលនៃ superconductivity ។
លក្ខណៈពិសេសសំខាន់បំផុតនៃការរកឃើញនៃ HTSC គឺថា superconductivity មិនត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសមាសធាតុ intermetallic ប្រពៃណី រចនាសម្ព័ន្ធសរីរាង្គ ឬវត្ថុធាតុ polymer នោះទេប៉ុន្តែនៅក្នុងសេរ៉ាមិចអុកស៊ីដ ដែលជាធម្មតាបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិ dielectric ឬ semiconductor ។ នេះបានបំផ្លាញឧបសគ្គផ្លូវចិត្ត និងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លីដើម្បីបង្កើតការបណ្តាក់ទុនរួមគ្នាអុកស៊ីដដែកជំនាន់ថ្មីដែលជឿនលឿនស្ទើរតែក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិក ជប៉ុន ចិន និងរុស្ស៊ី៖
ខែកុម្ភៈឆ្នាំ 1987 - Chu et al សំយោគដោយប្រើគំនិតនៃ "ការបង្ហាប់គីមី" ដើម្បីកែប្រែរចនាសម្ព័ន្ធ SP ceramics ពី barium, yttrium និងអុកស៊ីដទង់ដែង YBa 2 Cu 3 O 7-x ដែលមានសីតុណ្ហភាពសំខាន់ 93 K នោះគឺ ខាងលើចំណុចរំពុះនៃអាសូតរាវ។
នៅខែមករាឆ្នាំ 1988 Maeda et al សំយោគស៊េរីនៃសមាសធាតុជាមួយសមាសភាព Bi 2 Sr 2 Ca n-1 Cu n O 2n + 4 ដែលក្នុងនោះដំណាក់កាលជាមួយ n = 3 មាន T c = 108K ។
មួយខែក្រោយមក Sheng និង Herman ទទួលបាន superconductor Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 10 c T c = 125K ។
នៅឆ្នាំ 1993 Antipov, Putilin និងអ្នកផ្សេងទៀតបានរកឃើញ superconductors ដែលមានផ្ទុកជាតិបារតមួយចំនួនជាមួយនឹងសមាសភាព HgBa 2 Ca n-1 Cu n O 2n + 2+ d (n=1-6) ។ បច្ចុប្បន្ននេះដំណាក់កាល HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8+d (Hg -1223) មានតម្លៃខ្ពស់បំផុតនៃសីតុណ្ហភាពសំខាន់ (135 K) ហើយនៅសម្ពាធខាងក្រៅ 350 ពាន់បរិយាកាស សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកើនឡើងដល់ 164 K ។ ដែលមានត្រឹមតែ 19 K ទាបជាងសីតុណ្ហភាពអប្បបរមា ដែលត្រូវបានកត់ត្រានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មជាតិនៅលើផ្ទៃផែនដី។ ដូច្នេះ SCs "បានវិវឌ្ឍន៍ដោយគីមី" ដែលចេញពីលោហធាតុបារត (4.2 K) ទៅ HTSC ដែលមានផ្ទុកបារត (164 K)។
សរុបមក ប្រហែលជា 50 ស្រទាប់ HTSC cuprates ដើមត្រូវបានគេស្គាល់រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន។ ពីពេលមួយទៅពេលមួយ របាយការណ៍ដ៏រំជួលចិត្តលេចឡើងនៅក្នុងសារព័ត៌មានអំពីការបង្កើត SPs ថ្មីដែលមានសីតុណ្ហភាពលើសពីសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ ហើយទោះបីជា SCs គ្មានទង់ដែងត្រូវបានគេស្គាល់ជាយូរមកហើយក៏ដោយក៏ពួកគេមិនទាន់អាចសម្រេចបាននូវសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃការផ្លាស់ប្តូរទៅរដ្ឋ SC (តម្លៃកំណត់ត្រានៃ T c សម្រាប់ SCs ដែលគ្មានទង់ដែងត្រូវបានសម្រេចនៅក្នុង Ba 1 -x K x BiO 3 និងនៅក្នុងដំណាក់កាល interstitial ផ្អែកលើ fullerene (Cs 3 C 60) ការលើកឡើងដាច់ដោយឡែកក៏គួរតែត្រូវបានធ្វើឡើងពីទិសដៅដែលទាក់ទងនឹងការប៉ុនប៉ងសំយោគ HTSCs "សុវត្ថិភាពបរិស្ថាន" ដែលមិនមានលោហៈធ្ងន់ (Hg, Pb ។ , បា), ឧទាហរណ៍, ដំណាក់កាលកាល់ស្យូមអុកស៊ីដកម្មដែលទទួលបានក្រោមសម្ពាធខ្ពស់។
ទំព័រ 1
ការរកឃើញនៃ superconductivity នៅ សម្ពាធឈាមខ្ពស់។នៅក្នុង (TMTSF) 2PF6 និងនៅសម្ពាធធម្មតា (TMTSF) 2C1O4 បាននាំឱ្យមានការពិនិត្យឡើងវិញគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃគំនិតដែលមានស្រាប់ពីមុនទាក់ទងនឹងតម្រូវការជាមុនដែលចាំបាច់សម្រាប់ការលេចឡើងនៃរដ្ឋ superconducting ។ ពេលសិក្សា រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់និងចម្ងាយអន្តរអាតូមនៅក្នុងសមាសធាតុជាច្រើននៃប្រភេទ (TMTSF) 2Ar Woodle បានឈានដល់ការសន្និដ្ឋានថាការបំពេញលក្ខខណ្ឌ (ក) និង (ខ) មិនចាំបាច់ទេ។ លើសពីនេះទៅទៀតនៅក្នុង ក្នុងករណីនេះចរន្តអគ្គិសនីនៃលោហធាតុមិនកើតឡើងដោយសារតែការត្រួតស៊ីគ្នា។ មុខងាររលក tg អេឡិចត្រុងនៃកាបូន ប៉ុន្តែដោយសារតែភាពជិតនៃអាតូមសេលេញ៉ូមទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយការត្រួតស៊ីគ្នាបែបនេះកើតឡើងមិនត្រឹមតែនៅក្នុងជង់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏រវាងជង់ជិតខាងផងដែរ។ ម៉្យាងទៀតគ្រីស្តាល់នៃសមាសធាតុដែលកំពុងពិចារណាត្រូវបានបង្កើតឡើងពីស្រទាប់ម្ចាស់ជំនួយ និងអ្នកទទួល ហើយបង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធពីរវិមាត្រ។ ជាការសំខាន់ ចម្ងាយទាំងអស់រវាងអាតូមសេលេញ៉ូម មិនលើសពីកាំនៃអាតូម van der Waals ទេ។ ការវាស់ស្ទង់ Magnetoresistance បានផ្តល់លទ្ធផលដូចខាងក្រោមៈ ចលនាពីរវិមាត្រនៃអេឡិចត្រុងដែលកើតឡើងនៅក្នុងយន្តហោះដែលទាញតាមរយៈជង់ TMTSF ដែលកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះនៃរូបភាពទី 5 6.1 គឺមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា ហើយចលនារវាងយន្តហោះទាំងនេះគឺមានការសាយភាយ។ ដូចដែល Woodl បានចង្អុលបង្ហាញនៅពេលពិចារណាលើលទ្ធផលដែលមាននៅលើសមាសធាតុទាំងនេះយ៉ាងហោចណាស់សំណួរគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ចំនួនបីកើតឡើង: បញ្ហាទ្រឹស្តី: (1) តើអ្វីជាហេតុផលសម្រាប់ការពឹងផ្អែកនៃវាល nonlinear នៃចរន្តអគ្គិសនី។
ការរកឃើញនៃ superconductivity គឺច្រើនបំផុត ព្រឹត្តិការណ៍ភ្លឺនៅក្នុងការសិក្សា conductivity សារធាតុសរីរាង្គ. វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាលើកដំបូងដោយ Bechgaard, Jacobsen, Mortensen, Petersen និង Tsorap និង Jerome, Mazo, Ribot និង Bechgaard ក្នុងឆ្នាំ 1980 នៅក្នុងគ្រួសារនៃសមាសធាតុ isostructural ដែលមាន រូបមន្តទូទៅ(TMTSF) 2Ar ដែលជារឿយៗត្រូវបានគេហៅថាអំបិល Bechgaard ។ មានតែអំបិល ClO4 ប៉ុណ្ណោះដែលបង្ហាញអនុភាពខ្ពស់នៅ សម្ពាធបរិយាកាសហើយមានការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហា superconducting សំខាន់ Tc 1 K ។
ចាប់តាំងពីការរកឃើញនៃ superconductivity លទ្ធភាពនៃ ការប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសបាតុភូតដ៏អស្ចារ្យនេះ។
មិនយូរប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃ superconductivity នៅក្នុងបារត Kamerling-On - Nes និងអ្នកសហការរបស់គាត់អាចបង្ហាញថាលោហៈផ្សេងទៀតដូចជាសំណនិងសំណប៉ាហាំងអាចផ្លាស់ប្តូរទៅជារដ្ឋ superconducting ។ ក្រោយមកទៀត លក្ខណៈសម្បត្តិ superconducting នៃ indium, gallium និង thallium ត្រូវបានគេរកឃើញ ហើយនៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 30 ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍនៃវិធីសាស្រ្តត្រជាក់ជ្រៅថ្មី ចំនួននៃ superconductors ត្រូវបានបំពេញបន្ថែមដោយអាលុយមីញ៉ូម ស័ង្កសី និងធាតុផ្សេងទៀត។
ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃ superconductivity វាត្រូវបានគេរកឃើញថាវាអាចត្រូវបានបំផ្លាញមិនត្រឹមតែដោយកំដៅគំរូមួយប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងដោយដាក់វានៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកផងដែរ។
វាគួរតែត្រូវបានសង្កត់ធ្ងន់ថាការរកឃើញនៃ superconductivity និង លក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសអង្គធាតុរាវ quantum មិនមានការសង្ស័យលើការពិតនោះទេ។ ដំណើរការពិតតែងតែមិនអាចត្រឡប់វិញបានទៅមួយដឺក្រេ ឬមួយផ្សេងទៀត។
ដូច្នេះ វាត្រូវចំណាយពេលជិតកន្លះសតវត្សពីការរកឃើញនៃ superconductivity មុនពេលវឌ្ឍនភាពគុណភាពត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងការយល់ដឹងពីធម្មជាតិនៃវត្ថុធាតុនេះ បាតុភូតដ៏អស្ចារ្យហើយទ្រឹស្តីជាប់លាប់របស់គាត់ត្រូវបានបង្កើតឡើង។
នៅចុងឆ្នាំ 1986 របាយការណ៍មួយត្រូវបានបោះពុម្ពដោយ K. Bednorets មកពីប្រទេសស្វីស ស្តីពីការរកឃើញនៃ superconductivity នៃ lanthanum - barium - copper oxygen ceramics នៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 30 K ។
សំខាន់ លក្ខណៈសម្បត្តិ superconductor គឺ អវត្តមានពេញលេញធន់ទ្រាំនៅសីតុណ្ហភាពក្រោមសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ Qc ។ ជាការពិត នេះត្រូវបានគេជឿអស់រយៈពេលជាយូរបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃ superconductivity ។ ប៉ុន្តែ superconductor នៅសីតុណ្ហភាពក្រោម 6C មិនមែនគ្រាន់តែជា conductor ដ៏ល្អទេ: វាក៏ជា diamagnetic ដ៏ល្អមួយ ឬនិយាយម្យ៉ាងទៀត សូម្បីតែនៅក្នុងវត្តមាននៃដែនម៉ាញេទិចខាងក្រៅ ដង់ស៊ីតេខាងក្នុងរបស់វា លំហូរម៉ាញេទិកតែងតែស្មើនឹងសូន្យ។ វាមានន័យថានៅពេលដែល superconductor ដាក់នៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់។ ខ្សែថាមពលអាំងឌុចស្យុងត្រូវបានរុញចេញពីវត្ថុធាតុដរាបណាសីតុណ្ហភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរ superconducting ត្រូវបានហុច។
ទ្រព្យសម្បត្តិទីមួយត្រូវបានរកឃើញដោយ Kamerlingh Onnes បីឆ្នាំបន្ទាប់ពីគាត់អាចរាវអេលីយ៉ូម ទីពីរត្រូវបានរកឃើញដោយ Kapitsa 30 ឆ្នាំបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃ superconductivity ។
សីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃការផ្លាស់ប្តូរ superconducting អាចកើតឡើងនៅក្នុងបែបនោះ។ សមាសធាតុគីមីសមាសធាតុដែលមាន Tc ទាប ឬមិនមែនជា superconductors ទាល់តែសោះ។ ឧទាហរណ៍ អាសូត និងកាបូនមិនមានអនុភាពទេ តង់ស្តែនសុទ្ធ ហ្សីកញ៉ូម និងម៉ូលីបដិនមាន Tk 1 K និងសម្រាប់ WC Tk - 10 K សម្រាប់ ZrN Tk 10 7 K សម្រាប់ MoC Tk - 14 3 K. ការរកឃើញនៃ superconductivity ក្នុង វត្ថុធាតុ polymer (SN) មានន័យថាការចាប់ផ្តើមនៃដំណាក់កាលថ្មីមួយនៅក្នុងការសិក្សានៃ superconductivity ។ យ៉ាន់ស្ព័រ និងសារធាតុផ្សំដែលមានមូលដ្ឋានលើលោហៈធាតុផ្លាស់ប្តូរមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រអនុភាពខ្ពស់បំផុត។
ឆ្នាំថ្មីៗនេះគឺជាពេលវេលា ការងារសកម្មនៅក្នុងតំបន់ដែលយើងបានពិចារណា ហើយសូម្បីតែសកម្មភាពកាន់តែច្រើនត្រូវបានរំពឹងទុកនាពេលអនាគត។ ដូចជាពី cornucopia បានបង្កើតឡើង សិល្បៈខ្ពស់។អ្នកគីមីសរីរាង្គ សមាសធាតុជាមួយថ្មី។ លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី. ការរកឃើញនៃ superconductivity នៅក្នុងប្រភេទ IRS ច្រើនជាងមួយបានពង្រីកយ៉ាងសំខាន់នូវការរំពឹងទុកសម្រាប់ការកំណត់យន្តការនៃ superconductivity ហើយជាលទ្ធផលការសំយោគនៃសមាសធាតុជាមួយនឹងច្រើនទៀត។ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ការផ្លាស់ប្តូរ superconducting ។ ការសំយោគនៃសមាសធាតុដែលមានឥរិយាបទជាប្រព័ន្ធមួយវិមាត្រ និងពាក់កណ្តាលពីរវិមាត្រ បានបើកឱ្យមានសកម្មភាពយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់អ្នកទ្រឹស្តីដែលឥឡូវនេះអាចរកឃើញ ដំណោះស្រាយពិតប្រាកដបញ្ហាផ្ទេរ។ ខ្នាតធំបានទទួលយកការប្រើប្រាស់គំរូម៉ាស៊ីន ដែលកំពុងក្លាយជានិន្នាការឈានមុខគេ ឧទាហរណ៍ក្នុងការសិក្សាអំពីអាម៉ូញ៉ូម សារធាតុរឹងដែលជាកន្លែងដែលចលនានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនមានតួអក្សរលោត។ ការអភិវឌ្ឍន៍បន្តនៃបច្ចេកវិជ្ជាឡាស៊ែរ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានរលកវិទ្យុសកម្មខ្លីៗជាមួយនឹងប្រវែងរលកដែលបានកំណត់យ៉ាងជាក់លាក់ បានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីរំជើបរំជួលរបៀបខាងក្នុងជាក់លាក់ និងសិក្សាពីអត្រានៃការសម្រាករបស់ពួកគេ។ ទទឹងបន្ទាត់ឯកសណ្ឋានត្រូវបានវាស់ ហើយយន្តការសម្រាប់ការពង្រីកបែបនេះត្រូវបានបង្កើតឡើង។
នៅក្រឡេកមើលដំបូងវាហាក់ដូចជាសក្ខីកម្មរបស់ K. P. Yakovlev ផ្ទុយស្រឡះពីអ្វីដែលមិនអាចប្រកែកបាន។ ការពិតប្រវត្តិសាស្ត្រ៖ នៅក្នុងអត្ថបទខ្លីចុងក្រោយដោយ P. N. Lebedev, Advances in Physics ក្នុងឆ្នាំ 1911 មិនមានពាក្យអំពីអាតូមភពទេ។ ប៉ុន្តែចំណុចនោះគឺថា អត្ថបទនេះដែលសរសេរសម្រាប់សាធារណជនទូទៅ និងបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុង កាសែតរុស្ស៊ី ឆ្នាំថ្មី ត្រូវបានឧទ្ទិសដល់ជោគជ័យដែលមិនអាចប្រកែកបាន និងអាចយល់បាននៃឆ្នាំទី 11 ប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះវាមិនបាននិយាយអំពីការរកឃើញនៃ superconductivity ទោះបីជាកថាខណ្ឌទាំងមូលត្រូវបានឧទ្ទិសដល់ការងាររបស់ Kammerling-Onnes cryogenic មន្ទីរពិសោធន៍ក៏ដោយ។ អាតូមរបស់ភពមិនមែនជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រភេទនៃការពិតដែលមិនអាចប្រកែកបាន និងអាចយល់បាននោះទេ។
ពាក់ព័ន្ធ ការសម្ពោធដ៏ធំការរំពឹងទុកគឺអស្ចារ្យណាស់។ ការបង្កើតសម្ភារៈជាមួយសូន្យ ធន់ទ្រាំនឹងអគ្គិសនីនៅសីតុណ្ហភាពរក្សាបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយប្រើម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដែលមានតំលៃថោក អាសូតរាវ (77 K) បើកផ្លូវដើម្បីដោះស្រាយលេខ បញ្ហាជាក់ស្តែងដូចជាការផ្ទេរថាមពលដោយមិនបាត់បង់ទៅ ចម្ងាយឆ្ងាយ, ការបង្កើតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានៃកុំព្យូទ័រខ្នាតតូចដែលមិនមែនជាកម្មវត្ថុនៃការកំណត់កំដៅ, និងការកើតឡើងនៃ ផ្លូវដែករថភ្លើងដែលផ្លាស់ទីក្នុងវាលនៃមេដែក superconducting, i.e. ស្ទើរតែគ្មានការកកិត។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលគួរឲ្យកត់សម្គាល់បំផុតនោះគឺថា ក្នុងរយៈពេល 75 ឆ្នាំដំបូងបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃ superconductivity Tc ត្រូវបានកើនឡើងត្រឹមតែ 23 K ។ បន្ទាប់មកក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែប៉ុន្មានខែ Tc ត្រូវបានឈានដល់កម្រិត 100 K។ ប្រាកដណាស់ថាវត្ថុធាតុផ្សេងទៀតនឹងត្រូវបានរកឃើញដែលមាន superconductivity នៅ សីតុណ្ហភាពបន្ទប់. ការរកឃើញបែបនេះនឹងមាន ផលប៉ះពាល់ខ្លាំងបំផុត។នៅលើវប្បធម៍របស់យើង, ប្រៀបធៀប, ប្រហែលជា, តែជាមួយនឹងលទ្ធផលនៃរូបរាងនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រនេះ។
ទំព័រ៖
ភាពធន់របស់ conductor អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។ នៅពេលដែលលោហធាតុត្រូវបានកំដៅ ភាពធន់ទ្រាំនឹងកើនឡើង នៅពេលដែលលោហធាតុត្រជាក់ ភាពធន់ទ្រាំនឹងថយចុះ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពរបស់ conductor ខិតជិតសូន្យ បាតុភូតមួយហៅថា superconductivity អាចលេចឡើង។
ប្រវត្តិនៃការរកឃើញ
ការរកឃើញនៃ superconductivity ជាកម្មសិទ្ធិរបស់អ្នករូបវិទ្យាហូឡង់ H. Kamerlingh-Onnes ។ គាត់បានធ្វើឱ្យត្រជាក់បារតនៅក្នុងអេលីយ៉ូមរាវ។ ដំបូងភាពធន់នឹងថយចុះបន្តិចម្តងៗ ហើយបន្ទាប់មកនៅពេលឈានដល់កម្រិតជាក់លាក់មួយ។ សីតុណ្ហភាពជាក់លាក់ភាពធន់បានធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងដល់សូន្យ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា superconductivity ។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកគេអាចពន្យល់ពីខ្លឹមសារនៃបាតុភូតនៃ superconductivity តែនៅក្នុងឆ្នាំ 1957។ វាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយផ្អែកលើមូលដ្ឋាន។ ទ្រឹស្តី Quantum. ជាមួយនឹងភាពសាមញ្ញដ៏ធំ ភាពធន់ខ្ពស់អាចត្រូវបានពន្យល់ ដូចខាងក្រោម៖ អេឡិចត្រុងរួបរួមគ្នាជាជួរ ហើយផ្លាស់ទីដោយមិនប៉ះទង្គិចជាមួយ បន្ទះឈើគ្រីស្តាល់. ចលនានេះមិនស្រដៀងនឹងចលនាកម្ដៅដែលច្របូកច្របល់ធម្មតាទេ។
នៅឆ្នាំ 1986 បន្ថែមពីលើការបញ្ជូនតសីតុណ្ហភាពទាបវាត្រូវបានរកឃើញ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។. បានបង្កើត ការតភ្ជាប់ស្មុគស្មាញដែលចូលទៅក្នុងស្ថានភាពនៃ superconductivity នៅសីតុណ្ហភាព 100 K ។
លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ superconductors
- សីតុណ្ហភាពសំខាន់ គឺជាសីតុណ្ហភាពដែលសារធាតុមួយចូលទៅក្នុងស្ថានភាពអនុភាព។ បាតុភូតនៃ superconductivity កើតឡើងនៅក្នុងលោហធាតុ និងយ៉ាន់ស្ព័ររបស់វា។ នៅខ្លាំងណាស់ សីតុណ្ហភាពទាប (ប្រហែល 25 K និងខាងក្រោម) ។ មានតារាងយោងដែលបង្ហាញពីសីតុណ្ហភាពសំខាន់នៃសារធាតុមួយចំនួន។
- អាស្រ័យហេតុនេះ ដោយសារមិនមានការធន់ទ្រាំនឹងចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ពេក។ មិនមានការបង្កើតកំដៅកើតឡើងទេ។នៅពេលឆ្លងកាត់ conductor ចរន្តអគ្គិសនី. ទ្រព្យសម្បត្តិរបស់ superconductors នេះត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។
- សម្រាប់ superconductor នីមួយៗមាន តម្លៃសំខាន់ អំពែរ, ដែលអាចត្រូវបានសម្រេចនៅក្នុង conductor ដោយមិនរំខាន superconductivity របស់វា។ វាកើតឡើងដោយសារតែនៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់ ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅជុំវិញ conductor ។ ហើយវាលម៉ាញេទិកបំផ្លាញស្ថានភាព superconducting ។ ដូច្នេះ superconductors មិនអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតវាលម៉ាញេទិកខ្លាំងតាមអំពើចិត្ត។
- នៅពេលដែលថាមពលឆ្លងកាត់ superconductor មិនមានការបាត់បង់វាទេ។ផ្នែកមួយនៃការស្រាវជ្រាវ អ្នករូបវិទ្យាទំនើប, គឺជាការបង្កើតសមា្ភារៈ superconducting នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ ប្រសិនបើបញ្ហានេះអាចដោះស្រាយបាន នោះសំខាន់បំផុតមួយ។ បញ្ហាបច្ចេកទេស- ការផ្ទេរថាមពលតាមរយៈខ្សែដោយមិនបាត់បង់។
ការរំពឹងទុក
អនុភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។- នេះគឺជាតំបន់ដែលមានជោគជ័យនៃការស្រាវជ្រាវដែលអាចនឹងនាំឱ្យមានថ្មី។ បដិវត្តន៍បច្ចេកទេសនៅក្នុងវិស្វកម្មអេឡិចត្រូនិច វិស្វកម្មអគ្គិសនី និងវិស្វកម្មវិទ្យុ។ យោងតាមទិន្នន័យចុងក្រោយនៅក្នុងតំបន់នេះអតិបរមា សីតុណ្ហភាពសំខាន់ superconductivity ដែលត្រូវបានសម្រេចគឺ 166K ។
យើងកំពុងខិតទៅជិតការរកឃើញនៃវត្ថុធាតុដែលនឹងត្រូវបាន superconducting នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ នេះនឹងជារបកគំហើញមួយនៅក្នុងពិភពបច្ចេកវិទ្យា។ អគ្គិសនីអាចត្រូវបានបញ្ជូនទៅគ្រប់ចម្ងាយដោយមិនមានការបាត់បង់។
ចលនាច្របូកច្របល់នៃអាតូមនៃចំហាយការពារការឆ្លងកាត់នៃចរន្តអគ្គិសនី។ ភាពធន់ទ្រាំរបស់ conductor ថយចុះជាមួយនឹងការថយចុះសីតុណ្ហភាព។ ជាមួយនឹងការថយចុះបន្ថែមទៀតនៃសីតុណ្ហភាពនៃ conductor ការថយចុះពេញលេញនៃភាពធន់ទ្រាំនិងបាតុភូតនៃ superconductivity ត្រូវបានអង្កេត។
នៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ (ជិត 0 oK) ភាពធន់របស់ conductor ធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងដល់សូន្យ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា superconductivity ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បាតុភូតមួយផ្សេងទៀតក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុង superconductors - ឥទ្ធិពល Meissner ។ អ្នកដឹកនាំនៅក្នុងការដាក់តាំងពិពណ៌រដ្ឋដែលដំណើរការលើស ទ្រព្យសម្បត្តិមិនធម្មតា. វាលម៉ាញេទិកត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅទាំងស្រុងពីបរិមាណនៃ superconductor ។
ការផ្លាស់ទីលំនៅនៃដែនម៉ាញេទិកដោយ superconductor ។
conductor នៅក្នុងស្ថានភាព superconducting មួយ ផ្ទុយទៅនឹង conductor ដ៏ល្អ មានឥរិយាបទដូចជា diamagnetic material ។ វាលម៉ាញេទិកខាងក្រៅត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅពីបរិមាណនៃ superconductor ។ បន្ទាប់មក ប្រសិនបើអ្នកដាក់មេដែកលើ superconductor មេដែកនឹងព្យួរនៅលើអាកាស។
ការកើតឡើងនៃឥទ្ធិពលនេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅពេលដែល superconductor មួយត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងវាលម៉ាញេទិក eddy induction កើតឡើងនៅក្នុងវា វាលម៉ាញេទិកដែលទូទាត់សងទាំងស្រុងសម្រាប់វាលខាងក្រៅ (ដូចនៅក្នុងសម្ភារៈ diamagnetic ណាមួយ) ។ ប៉ុន្តែ ដែនម៉ាញេទិចដែលបំផុសគំនិតដោយខ្លួនវាក៏បង្កើតចរន្ត eddy ផងដែរ ដែលទិសដៅផ្ទុយទៅនឹងចរន្តអាំងឌុចទ័រក្នុងទិសដៅ និងស្មើគ្នាក្នុងទំហំ។ ជាលទ្ធផលមិនមានវាលម៉ាញេទិកឬចរន្តនៅក្នុងបរិមាណនៃ superconductor ទេ។ បរិមាណនៃ superconductor ត្រូវបានការពារដោយស្រទាប់ជិតផ្ទៃស្តើង - ស្រទាប់ស្បែក - ចូលទៅក្នុងកម្រាស់ដែលវាលម៉ាញេទិកជ្រាបចូល (ប្រហែល 10-7-10-8 ម៉ែត្រ) ហើយនៅក្នុងនោះសំណងរបស់វាកើតឡើង។
ក- ចំហាយធម្មតាដែលមានភាពធន់ទ្រាំមិនសូន្យនៅសីតុណ្ហភាពណាមួយ (1) ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងវាលម៉ាញេទិក។ យោងតាមច្បាប់ ការបញ្ចូលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចចរន្តកើតឡើងដែលទប់ទល់នឹងការជ្រៀតចូលនៃដែនម៉ាញេទិចចូលទៅក្នុងលោហៈ (2) ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើភាពធន់មិនស្មើសូន្យ នោះពួកវានឹងរលួយយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ វាលម៉ាញេទិកជ្រាបចូលទៅក្នុងគំរូនៃលោហៈធម្មតានិងស្ទើរតែឯកសណ្ឋាន (3);
ខ- ពី ស្ថានភាពធម្មតា។នៅសីតុណ្ហភាពខាងលើ ធ c មានវិធីពីរយ៉ាង៖ ទីមួយ៖ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពថយចុះ គំរូចូលទៅក្នុងស្ថានភាពអនុភាពខ្ពស់ បន្ទាប់មកវាលម៉ាញេទិកអាចត្រូវបានអនុវត្ត ដែលត្រូវបានរុញចេញពីគំរូ។ ទីពីរ៖ ដំបូងត្រូវអនុវត្តវាលម៉ាញេទិកដែលជ្រាបចូលទៅក្នុងគំរូ ហើយបន្ទាប់មកបន្ថយសីតុណ្ហភាព បន្ទាប់មកវាលនឹងត្រូវបានរុញចេញក្នុងអំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរ។ ការបិទដែនម៉ាញេទិកផ្តល់នូវរូបភាពដូចគ្នា;
វ- ប្រសិនបើគ្មានឥទ្ធិពល Meissner ទេ conductor ដែលគ្មានការទប់ទល់នឹងមានឥរិយាបទខុសគ្នា។ នៅពេលផ្លាស់ប្តូរទៅរដ្ឋដែលគ្មានភាពធន់នៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក វានឹងរក្សាវាលម៉ាញេទិក ហើយនឹងរក្សាវាសូម្បីតែនៅពេលដែលដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅត្រូវបានដកចេញក៏ដោយ។ វានឹងអាចធ្វើទៅបានដើម្បី demagnetize មេដែកបែបនេះដោយគ្រាន់តែបង្កើនសីតុណ្ហភាព។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឥរិយាបថនេះមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយពិសោធន៍ទេ។