Superconductivity Research Developments - 9781600218484

Nadprzewodnictwo to zjawisko występujące w niektórych materiałach w skrajnie niskich temperaturach, charakteryzujące się dokładnie zerowym oporem elektrycznym i wykluczeniem wewnętrznego pola magnetycznego (efekt Meissnera). Oporność elektryczna przewodnika metalicznego zmniejsza się stopniowo wraz ze spadkiem temperatury. Jednakże w przypadku zwykłych przewodników, takich jak miedź i srebro, zanieczyszczenia i inne defekty nakładają dolną granicę. Nawet w pobliżu zera absolutnego rzeczywista próbka miedzi wykazuje niezerową rezystancję. Z drugiej strony, rezystancja nadprzewodnika gwałtownie spada do zera, gdy materiał jest schładzany poniżej temperatury krytycznej, zwykle 20 kelwinów lub niższej. Prąd elektryczny płynący w pętli z drutu nadprzewodzącego może trwać przez czas nieokreślony bez źródła zasilania. Podobnie jak ferromagnetyzm i atomowe linie widmowe, nadprzewodnictwo jest zjawiskiem mechaniki kwantowej. Nie można tego rozumieć po prostu jako idealizacji doskonałego przewodnictwa w fizyce klasycznej. Nadprzewodnictwo występuje w szerokiej gamie materiałów, w tym w prostych pierwiastkach, takich jak cyna i aluminium, różnych stopach metali i niektórych silnie domieszkowanych półprzewodnikach. Nadprzewodnictwo nie występuje w metalach szlachetnych, takich jak złoto i srebro, ani w większości metali ferromagnetycznych. W 1986 roku odkrycie rodziny materiałów ceramicznych miedziano-perowskitowych, znanych jako nadprzewodniki wysokotemperaturowe, o temperaturach krytycznych przekraczających 90 kelwinów, z kilku powodów pobudziło ponowne zainteresowanie i badania nad nadprzewodnictwem. Jako przedmiot badań czysto badawczych, materiały te reprezentowały nowe zjawisko, którego nie wyjaśnia obecna teoria. A ponieważ stan nadprzewodnictwa utrzymuje się nawet w łatwiejszych do kontrolowania temperaturach, możliwe są bardziej komercyjne zastosowania, zwłaszcza jeśli możliwe będzie odkrycie materiałów o jeszcze wyższych temperaturach krytycznych. W tej nowej książce przedstawiono wiodące badania z całego świata w tej dynamicznej dziedzinie.