Сверхпроводимость Студент Шипов М С Группа 3961

Сверхпроводимость Студент: Шипов М. С. Группа: 3961.

Сверхпроводимость. Свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Фотография эксперимента «Гроб Магомеда»

Теоретическое объяснение эффекта сверхпроводимости Сверхпроводимость является следствием объединения макроскопического числа электронов проводимости в единое квантовомеханическое состояние. Наглядная иллюстрация Куперовской пары электронов

Теория БКШ Теория Бардина, Купера, Шриффера, микроскопическая теория сверхпроводников, являющаяся на сегодняшний день доминирующей. В её основе лежит концепция куперовской пары: коррелированного состояния электронов с противоположными спинами и импульсами. В 1972 году создатели теории были удостоены Нобелевской премии по физике.

Экспериментальная проверка теории БКШ

Эффект Мейснера Физическое объяснение При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник отличается от идеального проводника, у которого при падении сопротивления до нуля индукция магнитного поля в объёме должна сохраняться без изменения. Сверхпроводники I и II рода Чистые вещества, у которых наблюдается явление сверхпроводимости, немногочисленны. Чаще сверхпроводимость бывает у сплавов. У чистых веществ имеет место полный эффект Мейснера, а у сплавов не происходит полного выталкивания магнитного поля из объёма (частичный эффект Мейснера). Вещества, проявляющие полный эффект Мейснера, называются сверхпроводниками первого рода, а частичный — сверхпроводниками второго рода.

Уравнение Лондонов (в некоторых источниках — уравнение Лондона) устанавливает связь между током и магнитным полем в сверхпроводниках. Впервые оно было получено в 1935 г. братьями Фрицем и Хайнцем Лондонами. Уравнение Лондонов дало первое удовлетворительное объяснение эффекта Мейсснера — спадания магнитного поля в сверхпроводниках.

Высокотемпературная сверхпроводимость Интерметаллиды Пниктиды Диборид магния, температура перехода в сверхпроводящее состояние Тс= 40 К. Кристаллическая структура этого вещества представляет собой чередующиеся слои бора и слои магния. Слоистость приводит к анизотропии физических свойств. Слоистые соединения на основе железа и элементов V группы (пниктидов) либо Se, т. н. ферропниктидов или селенидов железа. Впервые было констатировано сверхпроводящее состояние у соединений, содержащих магнитные атомы (Fe). Кристаллическая структура всех железосодержащих сверхпроводников (уже известно 6 семейств) представляет собой чередующиеся слои, в которых атомы железа окружены тетраэдром из атомов As или Se, что подавляет магнитные свойства атомов Fe. Тс=55 К.

Основные характеристики сверхпроводящего состояния q Критическая температура (Tc). q Идеальный диамагнетизм (также: эффект Мейсснера–Оксенфельда, мейсснеровское состояние, мейсснеровская фаза) q. Лондоновская глубина проникновения (λ). q Длина когерентности (ξ). q Энергетическая щель (Δ).

Сверхпроводники

Применение сверхпроводимости • получения сильных магнитных полей • детекторы фотонов • электроснабжение Электрические кабели для ускорителей в CERN: сверху обычные кабели для Большого электронпозитронного коллайдера; внизу — сверхпроводящие для Большого адронного коллайдера.