Здравствуйте дорогие читатели. Больше месяца назад я пообещал рассказать о сверхпроводимости. И вот прошла пора экзаменов и дедлайнов, и я наконец-то могу рассказать чем я занимаюсь. Писать буду как можно более простым языком, так сказать для всех.
Начнем с того, что сверхпроводимость - это состояние металлов при котором они проводят электрический ток без сопротивления. Т.е. можно полностью забыть о рассеивания мощности в проводах. Но есть одна загвоздка, сверхпроводимость достигается при очень низких температурах, порядка 1 К. А иногда при значениях мК. Достичь таких температур очень сложно. Есть учёные, которые занимаются увеличением температуры сверхпроводимости (далее Тс или критическая температура). Из последних достижений эта температура была достигнута у очень сложного сплава и равняется примерно 55 К. Электрический ток в сверхпроводниках характеризуется не движением электронов, а движением связанных пар электронов (Куперовских пар). Не углубляясь в детали, куперовские пары - это 2 электрона, которые взаимодействуют друг с другом и свзяны невидимой ниткой. Все знают из физики, что электроны отталкиваются, так вот эти электроны не могут оттолкнуться друг от друга, при этом они находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга. (Об этом могу рассказать в другой раз).
Еще одно удивительное свойство сверхпроводников, это способность отталкивать постоянное магнитное поле. Если сверхпроводник расположить в магнитном поле, то внутри него появится ток, который создаст магнитное поле, направленное в противоположную сторону. Внешнее магнитное поле будет обтекать сверхпроводник. Все сверхпроводники можно разделить на 2 рода: 1ого и 2ого. 1ого - сверхпроводники имеют единственное значение магнитного поля, выше которого они теряют сверхпроводимость, т.е. магнитное поле как бы пробивает защиту. 2ого рода - сверхпроводники, для которых существует 2 значения магнитного поля (Hc1<Hc2). Если поле меньше Нс1, то поле обтекает, если значение находится в промежутке между Нс1 и Нс2, то происходит частичное проникновение в сверхпроводник магнитного поля, с сохранением сверхпроводимости. Если взять свинец (чистый) и охладить его до 7.22 К (к примеру жидким гелием), то он будет отталкиваться от магнитов и можно провести красивый эксперимент парящего кусочка металла над магнитом, в придачу окутанным холодным паром. На таком эффекте очень много проектов парящих поездов (не уверен, но вроде в Японии такой ездит).
Я больше занимаюсь НИС холодильниками и их производными. (НИС (NIS) - нормальный металл/ изолятор/ сверхпроводник). Под производными понимается различные замены изолятора на другие материалы, а также модернизации этой структуры. Эти холодильник нужны для охлаждения металлов до температур порядка мК и ниже в очень маленьком масштабе (к примеру мкМ). Там возникает очень много интересных эффектов, которые трудно понять. Но о них в следующей части.
Простите за некий сумбур и ошибки. Писал, пока ехал домой, а дописывал сидя за ужином. Во 2 части расскажу о интересных свойствах сверхпроводников, о которых мало кто знает. Надеюсь не исчезну на долго. Отвечу на все вопросы в комментариях.