کلمه جو
صفحه اصلی

ابررسانایی

دانشنامه عمومی

اَبَررسانایی پدیده ای است که در دماهای بسیار پایین برای برخی از مواد رخ می دهد. در حالت ابررسانایی مقاومت الکتریکی ماده دقیقاً صفر می شود و ماده خاصیت دیامغناطیس کامل پیدا می کند؛ یعنی میدان مغناطیسی را از درون خود طرد می کند. طرد میدان مغناطیسی تنها تفاوت اصلی ابررسانا با رسانای کامل است، زیرا در رسانای کامل انتظار می رود میدان مغناطیسی ثابت بماند، در حالی که در ابررسانا میدان مغناطیسی همواره صفر است.
رسانا
ابررسانایی رنگی
نظریه BCS
اثر مایسنر
ابررسانایی دمای بالا
مقاومت الکتریکی یک رسانای فلزی به تدریج با کاهش دما کم می شود. در رساناهای معمولی مثل مس و نقره، وجود ناخالصی و مشکلات دیگر این روند را کند می کند. به طوری که حتی در صفر مطلق هم نمونه های معمول مس همچنان مقاومت الکتریکی کمی دارند. در مقابل ابررساناها موادی هستند که اگر دمایشان از یک دمای بحرانی کمتر شود، ناگهان مقاومت الکتریکی خود را از دست می دهند. جریانی از الکتریسیته در یک حلقهٔ ابررسانا می تواند برای مدت نامحدودی بدون وجود مولد جریان وجود داشته باشد. مانند پدیدهٔ فرومغناطیس و خطوط طیفی اتمها، ابررسانایی نیز پدیده ای کوانتومی است. هر چند یک تئوری جهانشمول برای اَبَررسانایی وجود ندارد؛ و نمی توان آن را با فیزیک کلاسیک به مانند یک رسانای مطلوب توصیف کرد.
پدیدهٔ ابررسانایی برای طیف وسیعی از مواد مانند قلع و آلومینیوم وجود دارد. همچنین برخی آلیاژها و نیمه رساناها نیز ابررسانا هستند، ولی فلزاتی مثل طلا و نقره این پدیده را از خود نشان نمی دهند؛ همچنین پدیدهٔ ابررسانایی در فلزات فرومغناطیس هم روی نمی دهد. در سال ۱۹۸۶ ابررسانایی دمای بالا کشف شد. دمای بحرانی این ابررساناها بیش از ۹۰ کلوین است. نظریه های کنونی ابررسانایی نمی توانند ابررسانایی دمای بالا را، که به ابررسانایی نوع ۲ (Type II) معروف است، توضیح دهند. از نظر عملی ابررساناهای دمای بالا کاربردهای بسیار بیشتری دارند، زیرا در دماهایی ابررسانا می شوند که راحت تر قابل ایجاد هستند. پژوهش برای یافتن موادی که دمای بحرانی آن ها باز هم بیشتر باشد، و همچنین برای یافتن نظریه ای برای توضیح ابررسانایی دمای بالا همچنان ادامه دارد.
ویژگی ابررسانایی از سوی دانشمند هلندی، کامِرلینگ اُونِس در سال ۱۹۱۱ در دانشگاه لایدن دیده شد.وی دریافت که در دمای خیلی پایین، مقاومت جیوه تا حد اندازه گیری ناپذیری کاهش می یابد. وی دریافت هنگامی که دمای جیوه به سوی صفر مطلق کاهش داده می شود، روند کم شدن آرام مقاومت به ناگهان نزدیک به دمای ۴ درجه کلوین با افت بسیار بزرگی روبرو شده و پایینتر از این دما، جیوه هیچ گونه مقاومتی از خود نشان نمی دهد. اونز به این پیامد رسید که در دمای کمتر از ۴ درجه کلوین، جیوه به حالت دیگری از ویژگی های فرهی که به گونه مطلق از حالتهای شناخته شده پیشین متفاوت بود، رسیده است. این حالت تازه ابررسانایی نام گرفت.

دانشنامه آزاد فارسی

اَبَررِسانایی (superconductivity)
در فیزیک، افزایش رسانایی۱ الکتریکی در دماهای کم. مقاومت۲ الکتریکی بعضی فلزات و ترکیب های فلزی با کاهش دما به صورت یکنواخت کاهش می یابد تا آن که در دمایی بحرانی، با نام نقطۀ اَبَررسانش۳، مقاومت ناگهان به صفر می رسد. نقطۀ ابررسانش چند درجه بیشتر از صفر مطلق است. این پدیده را دانشمند هلندی، هایکه کامرلینگ اونس۴، در ۱۹۱۱ کشف کرد. بعضی فلزات، ازجمله پلاتین و مس، با کاهش دما اَبَررسانا نمی شوند. مقاومت این گونه فلزات براثر کاهش دما تا نقطۀ معینی کاهش و سپس مجدداً افزایش می یابد. اَبَررسانندگی را با کاربرد میدان مغناطیسی قوی بی اثر می کنند. در صورتی که مادۀ اَبَررسانا در دمای کمتر از نقطۀ اَبَررسانش باقی بماند، جریان الکتریکی برقرارشده در حالت اَبَررسانشی برای همیشه در جسم برقرار خواهد ماند. در ۱۹۸۶، پژوهشگران مؤسسۀ آی بی ام۵ با استفاده از بعضی سرامیک ها توانستند در دمای ۲۴۳ـ درجۀ سلسیوس به اَبَررسانایی دست یابند. به این ترتیب، راه دست یابی به اَبَررسانایی «دمای زیاد» هموار شد. سال بعد، پاول چو۶ از دانشگاه هیوستون۷ تگزاس امکان دسترسی به اَبَررسانایی در دمای ۱۷۹ ـ درجۀ سلسیوس را فراهم کرد. این دما با نیتروژن مایع حاصل و حفظ می شود. هم اکنون پژوهشگران در تلاش اند ماده ای به دست آورند که در دمای اتاق اَبَررسانا باشد. در آوریل ۲۰۰۱، با کابل هایی که در دمای نیتروژن مایع اَبَررسانا شده بودند، ۳۰هزار خانه را به صورت آزمایشی در دیترویت۸ میشیگان برق رسانی کردند.


کلمات دیگر: