Vad är en supraledare?

Supraledning är en egendom som visas av vissa material vid mycket låga temperaturer. Material befunnits vara supraledande innehålla metaller och deras legeringar (tenn, aluminium, m. fl. ), vissa halvledare, och vissa keramik som kallas cuprates som innehåller koppar och syreatomer. En supraledare leder ström utan motstånd, en unik fastighet. Det repellerar också magnetfält perfekt i ett fenomen som kallas Meissnereffekten, förlorar några inre magnetfält det kan ha haft innan de svalnat till en kritisk temperatur. På grund av detta kan vissa supraledare göras för att flyta oändlighet över ett starkt magnetfält.

För de flesta supraledande material, är kritisk temperatur under ca 30K (30 ° C över den absoluta nollpunkten). Men en del material, kallas hög temperatur supraledare, göra fasomvandling till supraledning vid mycket högre kritisk temperatur, vanligtvis högre än 70K och ibland så höga som 138K. Dessa material är nästan alltid kuprat-perovskite keramik. De uppvisar något annorlunda egenskaper än andra supraledare, och hur de övergången till supraledning har fortfarande inte fullständigt klarlagt. Ibland kallas de för typ II supraledare för att skilja dem från konventionell typ I supraledare. , Teorin om konventionella, låg temperatur supraledare är dock förstått. I en ledare, elektroner passera genom en joniska gitter av atomer, släppa en del av sin energi till gallret och värma upp materialet. Detta flöde kallas elektricitet. Eftersom elektronerna är ständigt att stöta upp mot gallret, är en del av deras energi förlorad och den elektriska strömmen minskar i intensitet som reser runt ledaren. Detta är vad vi menar med elektriska motstånd i conduction. I en supraledare, kallad strömmande elektronerna binder till varandra i arrangemang Cooper par, som måste få en betydande skaka energi för att brytas isär. Elektroner i Cooper par uppvisar superfluidic egenskaper, rinnande oändligt utan motstånd. Den extrema kylan i supraledare innebär att dess medlemmar atomer inte är vibrerande starkt nog för att bryta Cooper par isär. Följaktligen förblir Cooper par oändlighet bundna till varandra så länge temperaturen ligger under det kritiska värdet.

Elektroner i Cooper par attrahera varandra genom utbyte av Fononer, kvantiserad enheter av vibrationer inom vibrerande lattice av supraledande material. Elektroner kan inte Bond direkt till varandra på det sätt som nukleoner gör eftersom de inte upplever det så kallade stark kraft , det "lim" som håller protoner och neutroner samman i kärnan. Dessutom är alla elektronerna negativt laddade och därmed stöta bort varandra om de kommer för nära varandra. Däremot ökar varje elektron aning ansvarar för atom lattice omger den, skapa en domän netto positiv laddning som i sin tur lockar till sig andra elektroner. Dynamiken i Cooper hopkoppling i konventionella supraledare beskrevs matematiskt av BCS-teorin för superconduction, utvecklat 1957 av John Bardeen, Leon Cooper och Robert Schrieffer.

Som vi fortsätter att upptäcka nya material som superconduct vid högre temperaturer, närmar vi oss upptäckten av ett material som kommer att integreras med våra elnät och elektroniska konstruktioner utan att drabbas av stora kyl-räkningar. Ett viktigt framsteg gjordes 1986 då J. G. Bednorz och K. A. Müller upptäckte hög temperatur supraledare, öka den kritiska temperaturen nog att nödvändiga kylan skulle kunna uppnås med flytande kväve snarare än med dyra flytande helium. Om vi kunde upptäcka en ännu mer imponerande hög temperatur supraledare, kanske det skulle bli ekonomiskt möjligt att överföra elektrisk energi för mycket långa sträckor utan strömavbrott. En mängd andra applikationerfinns i partikelacceleratorer, motorer, transformatorer, makt lagring, magnetisk filter, fMRI-scanning, och magnetisk levitation


Kommentarer

  • Om oss
  • Reklam
  • Kontakta redaktören
  • Få nyhetsbrev
  • RSS-feed

Redaktör: Beáta Megyesi
Nyheter redaktör: Christiane Schaefer

Kundservice: Mats Schaefer,
Helena Löthman

Tel: +46 00 79 22 00
Fax: +46 00 79 22 01

© Copyright 2014 Debok.net - All rights reserved.