초전도체는 원소 또는 금속 합금으로, 특정 임계 온도 이하로 냉각 될 때 재료는 모든 전기 저항을 극적으로 손실합니다. 원칙적으로, 초전도체는 에너지 손실없이 전류가 흐르도록 허용 할 수있다 (실제로 이상적으로는 이상적인 초전도기는 생산하기가 매우 어렵다). 이 유형의 전류를 수퍼 전류라고합니다.
재료가 초전도체 상태로 전이되는 임계 값 온도는 t c 로 지정됩니다. 임계 온도를 나타냅니다. 모든 재료가 초전도체로 변하는 것은 아니며, 각각을 수행하는 재료는 자체 값을 갖습니다. .
초전도체의 유형
- 타입 I 초전도체 실온에서 도체 역할을하지만 t c 아래에서 냉각 될 때 , 물질 내의 분자 운동은 전류의 흐름이 침전되지 않은 움직일 수있을 정도로 충분히 감소합니다.
- 유형 2 초전도체는 실온에서 특히 우수한 도체가 아니며, 초전도체 상태로의 전환은 유형 1 초전도체보다 점진적입니다. 이러한 상태 변화의 메커니즘과 물리적 기초는 현재 완전히 이해되지 않습니다. 유형 2 초전도체는 일반적으로 금속 화합물 및 합금입니다.
초전도체의 발견
초전도성은 1911 년에 네덜란드 물리학자인 Heike Kamerlingh Onnes에 의해 머큐리가 약 4도 켈빈으로 식을 때 처음 발견되었으며, 1913 년 노벨 물리학 상을 받았습니다. 그 이후로,이 분야는 1930 년대 유형 2 초전도 제를 포함하여 다른 많은 형태의 초전도체가 발견되었습니다.
BCS 이론 인 초전도 이론의 기본 이론은 과학자들과 같은 1972 년 노벨 물리학 상을 수상했습니다. 1973 년 노벨 물리학상의 일부는 브라이언 조셉슨 (Brian Josephson)에게 갔다.
1986 년 1 월, Karl Muller와 Johannes Bednorz는 과학자들이 과학자들이 초전도기를 어떻게 생각했는지 혁명을 발견했다는 발견을했습니다. 이 시점 이전에, 이해는 초전도성이 절대 제로 근처에 냉각 될 때만 나타나지 만 바륨, 란타늄 및 구리의 산화물을 사용하여 약 40도 켈빈에서 초전도체가된다는 것을 발견했다. 이것은 훨씬 더 높은 온도에서 초전도체로 기능하는 재료를 발견하기위한 경쟁을 시작했습니다.
그 이후 수십 년 동안, 가장 높은 온도는 약 133도 켈빈이었다 (고압을 적용하면 최대 164도 켈빈을 얻을 수 있지만). 2015 년 8 월, Nature 저널에 발표 된 논문은 고압 상태에서 203도 켈빈의 온도에서 초전도성의 발견을보고했습니다.
초전도체의 응용
초전도체는 다양한 응용 분야에서 사용되지만 가장 큰 Hadron Collider의 구조 내에서 사용됩니다. 하전 입자의 빔을 함유하는 터널은 강력한 초전도체를 함유하는 튜브로 둘러싸여 있습니다. 초전도체를 통해 흐르는 수퍼 커런트는 전자기 유도를 통해 강렬한 자기장을 생성하여 팀을 원하는대로 가속화하고 지시하는 데 사용될 수 있습니다.
.또한, 초전도체는 Meissner 효과를 나타내며, 이는 재료 내부의 모든 자기 플럭스를 취소하여 완벽하게 동성애가된다 (1933 년에 발견). 이 경우, 자기장 라인은 실제로 냉각 된 초전도체 주위를 이동합니다. 양자 부상에서 볼 수있는 양자 잠금과 같은 자기 부상 실험에서 자주 사용되는이 초전도체의 특성입니다. 다시 말해, 만으로 미래로 돌아갑니다 스타일의 호버 보드는 현실이됩니다. 덜 평범한 응용 분야에서 초전도는 자력 열차의 현대 발전에 역할을하며, 이는 비행기, 자동차 및 석탄 구동 열차와 같은 재생 불가능한 현재 옵션과 대조적으로 전기 (재생 가능 에너지를 사용하여 생성 할 수 있음)를 기반으로하는 고속 대중 교통의 강력한 가능성을 제공합니다.
.Anne Marie Helmenstine, Ph.D.
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