2021-07-08 11:06:01
ابر رسانا ها و ارتعاشات کوآنتومی
Channel:
@Delta_Physics
یکی از موضوعات شگرفی که توجه فیزیکدانان چند دهه یا بهتر بگویم، فیزیکدانان این سده را به خود جلب کرد، موضوع ابررسانا هاست.
دوستان زیادی در رابطه با این موضوع نظراتی را مطرح کردند که ما نیز بدین ترتیب تصمیم گرفتیم مواردی را در این موضوع بیان کنیم.
تاریخچه و تشریح موضوع ابررسانایی:
یکی از ویژگی های بارز مواد رسانا، خاصیت مقاومتی آنها در برابر عبور جریان الکتریکی میباشد که کاملأ وابسته به دما بوده و با افزایش دما سیر صعوی پیدا کرده و باعث افت خاصیت رسانایی میشود.
اما سؤالی که اینجا مطرح میشود این است: این خاصیت مقاومتی وابسته به دما تاچه حد و مرزی میتواند تأثیر گذار باشد؟
یا بطور واضحتر میشود گفت تا چه اندازه و تا چه دمایی مقاومت رساناها با تغییر دما تغییر میکند؟!
تا قبل از دهه 1911 فیزیکدانان میپنداشتند که برای این موضوع حد و مرزی وجود ندارد!
یعنی هرچه دما بالاتر ، مقاومت رسانا بیشتر و بلعکس!
اما در سال 1911 هیکه اونز به این طرز تفکر با کشف ابررساناها پایان داد.
او متوجه شد که رساناهایی وجود دارد که در نزدیکی دمای صفر کلوین(مطلق) فاقد مقاومت الکتریکی میشوند!
یعنی اگر جریانی در آنها ایجاد شود کاملأ پایدار خواهد بود.
اما مشکل اصلی رساندن و ثابت نگه داشتن فلزات (رساناها) به این دماست.
این جهش انقلابی را در فیزیک حالت ماده بوجود آورد و تا جایی ادامه یافت تا« ابررساناهای دمای اتاق » کشف شوند و تا به امروز نیز این امر کاملأ بدیع میباشد.
اما چرا این نوع ابر رسانا اهمیت دارد؟
شاید بتوان به پاسخ به چنین سؤالاتی ، دو پاسخ را مدنظر قرار داد که از همه ی پاسخ ها شگفت آورتر است:
۱) این نوع ابررسانا ها رسانای جاوید الکتریسیته هستند!
یعنی هرگز اتلاف انرژی نبوده و میتوان برای برق رسانی شهری بدون استفاده از ولتاژ های بسیار بالا، برق رسانی کرد.
۲) اثر مایسنر:
شاید در فیلم های علمی تخیلی مانند جنگ ستارگان دیده باشید که وسایل نقلیه مغناطیسی کمی بالاتر از سطح زمین حرکت میکنند، اما چطور این امر ممکن است؟آیا ناممکن است؟
در پاسخ به این موضوع میتوان گفت چیزی در فیزیک ناممکن نیست!
اثر مایسنر میگوید اگر آهنربای مغناطیسی بر روی یک ابررسانا قرار گیرد، در اثر ایجاد آهنربای تصویر آینه ای، آهنربا روی آن معلق میماند!(منظور از تصویر آینه ای آنست که بطور مثال میتوانید آهنربایی را فرض کنید که از سوی قطب شمال خود در روبروی آینه قرار گیرد و در آینه نیز یک قطب شمال هم اندازه با آهنربای اصلی ایجاد شده و میدانیم این دو قطب در مجاورت یکدیگر دافعه اند)
در واقع میتوان دلیل این امر را اینچنین تشریح کرد:
میدان های مغناطیسی نمیتوانند از درون ابررسانا عبور کنند و بازتاب مغناطیسی صورت میگیرد!
اما این موضوعات تنها بخش کوچکی از شگفتی های ابررساناهاست که میتوان به آن اشاره کرد.
قطعأ جایزه نوبل فیزیک در انتظار کسی است که امروز، فردا یا شاید صد سال دیگر ابر رسانای دمای اتاق را کشف کند!
در حال حاضر ابر رسانا هایی وجود دارد که در دمای ۱۳۸ کلوین خاصیت ابررسانایی پیدا میکند که این دما بسیار از دمای اتاق دور است!(برای مقایسه بدانید که نیتروژن در دمای تقریبی 77 کلوین مایع است)
Channel:
@Delta_Physics
86 views08:06
د
