Resistansi nol bukan satu-satunya fitur superkonduktivitas. Salah satu perbedaan utama antara superkonduktor dan konduktor ideal adalah efek Meissner, yang ditemukan oleh Walter Meissner dan Robert Oksenfeld pada tahun 1933.

Efek Meissner terdiri dari "mendorong keluar" medan magnet oleh superkonduktor dari bagian ruang yang ditempatinya. Hal ini disebabkan oleh adanya arus yang tidak teredam di dalam superkonduktor, yang menciptakan medan magnet internal yang berlawanan dengan medan magnet eksternal yang diterapkan dan mengkompensasinya.

Ketika superkonduktor didinginkan, yang berada dalam medan magnet konstan eksternal, pada saat transisi ke keadaan superkonduktor, medan magnet sepenuhnya dipindahkan dari volumenya. Ini membedakan superkonduktor dari konduktor ideal, di mana, ketika resistansi turun ke nol, induksi medan magnet dalam volume harus tetap tidak berubah.

Tidak adanya medan magnet dalam volume konduktor memungkinkan kita untuk menyimpulkan dari hukum umum medan magnet bahwa hanya arus permukaan yang ada di dalamnya. Secara fisik nyata dan karena itu menempati beberapa lapisan tipis di dekat permukaan. Medan magnet arus menghancurkan medan magnet luar di dalam superkonduktor. Dalam hal ini, superkonduktor berperilaku formal sebagai diamagnet ideal. Namun, itu bukan diamagnet, karena di dalamnya, magnetisasi adalah nol.

Efek Meissner pertama kali dijelaskan oleh saudara Fritz dan Heinz London. Mereka menunjukkan bahwa dalam superkonduktor medan magnet menembus ke kedalaman tetap dari permukaan - kedalaman penetrasi medan magnet London λ . Untuk logam l~10 -2 m.

Zat murni di mana fenomena superkonduktivitas diamati tidak banyak. Lebih sering, superkonduktivitas terjadi pada paduan. Untuk zat murni, efek Meissner penuh terjadi, sedangkan untuk paduan tidak ada pengusiran lengkap medan magnet dari volume (efek Meissner parsial). Zat yang menunjukkan efek Meissner penuh disebut superkonduktor jenis pertama , dan sebagian superkonduktor jenis kedua .

Superkonduktor jenis kedua dalam volume memiliki arus melingkar yang menciptakan medan magnet, yang, bagaimanapun, tidak mengisi seluruh volume, tetapi didistribusikan di dalamnya dalam bentuk utas terpisah. Adapun resistansi, sama dengan nol, seperti pada superkonduktor jenis pertama.

Transisi suatu zat ke keadaan superkonduktor disertai dengan perubahan sifat termalnya. Namun, perubahan ini tergantung pada jenis superkonduktor yang dipertimbangkan. Jadi, untuk superkonduktor tipe I tanpa adanya medan magnet pada suhu transisi T S panas transisi (penyerapan atau pelepasan) hilang, dan akibatnya mengalami lonjakan kapasitas panas, yang merupakan karakteristik transisi fase jenis . Ketika transisi dari keadaan superkonduktor ke keadaan normal dilakukan dengan mengubah medan magnet yang diterapkan, maka panas harus diserap (misalnya, jika sampel diisolasi secara termal, maka suhunya menurun). Dan ini sesuai dengan transisi fase orde . Untuk superkonduktor jenis , transisi dari superkonduktor ke keadaan normal dalam kondisi apa pun akan menjadi transisi fase jenis .

Fenomena pengusiran medan magnet dapat diamati dalam eksperimen yang disebut "peti mati Muhammad". Jika magnet ditempatkan pada permukaan superkonduktor datar, maka levitasi dapat diamati - magnet akan menggantung agak jauh dari permukaan tanpa menyentuhnya. Bahkan di medan dengan induksi orde 0,001 T, magnet bergeser ke atas sejauh orde sentimeter. Ini karena medan magnet didorong keluar dari superkonduktor, sehingga magnet yang mendekati superkonduktor akan "melihat" magnet dengan polaritas dan ukuran yang sama persis - yang akan menyebabkan levitasi.

Nama percobaan ini - "peti mati Muhammad" - disebabkan oleh fakta bahwa, menurut legenda, peti mati dengan tubuh nabi Muhammad digantung di luar angkasa tanpa penyangga.

Penjelasan teoritis pertama superkonduktivitas diberikan pada tahun 1935 oleh Fritz dan Heinz London. Sebuah teori yang lebih umum dibangun pada tahun 1950 oleh L.D. Landau dan V.L. Ginzburg. Ini telah menyebar luas dan dikenal sebagai teori Ginzburg-Landau. Namun, teori-teori ini bersifat fenomenologis dan tidak mengungkapkan mekanisme rinci superkonduktivitas. Untuk pertama kalinya, superkonduktivitas pada tingkat mikroskopis dijelaskan pada tahun 1957 dalam karya fisikawan Amerika John Bardeen, Leon Cooper dan John Schrieffer. Elemen sentral dari teori mereka, yang disebut teori BCS, adalah apa yang disebut pasangan elektron Cooper.

Pada tahun 1933, fisikawan Jerman Walter Fritz Meissner, bersama dengan rekannya Robert Ochsenfeld, menemukan efeknya, yang kemudian dinamai menurut namanya. Efek Meissner terletak pada kenyataan bahwa selama transisi ke keadaan superkonduktor, ada perpindahan total medan magnet dari volume konduktor. Ini dapat diamati dengan jelas dengan bantuan percobaan, yang diberi nama "Peti Mati Muhammad" (menurut legenda, peti mati nabi Muslim Muhammad digantung di udara tanpa dukungan fisik). Pada artikel ini, kita akan berbicara tentang Efek Meissner dan aplikasi praktisnya di masa depan dan saat ini.

Pada tahun 1911, Heike Kamerling-Onnes membuat penemuan penting - superkonduktivitas. Dia membuktikan bahwa jika beberapa zat didinginkan hingga suhu 20 K, mereka tidak menahan arus listrik. Suhu rendah "menenangkan" getaran acak atom, dan listrik tidak menemui hambatan.

Setelah penemuan ini, perlombaan nyata mulai menemukan zat yang tidak akan tahan tanpa pendinginan, misalnya, pada suhu kamar biasa. Superkonduktor seperti itu akan mampu mentransmisikan listrik melalui jarak yang sangat jauh. Faktanya adalah bahwa saluran listrik konvensional kehilangan sejumlah besar arus listrik, hanya karena hambatan. Sementara itu, fisikawan sedang melakukan eksperimen mereka dengan bantuan superkonduktor pendingin. Dan salah satu pengalaman paling populer adalah demonstrasi Efek Meissner. Ada banyak video di internet yang menunjukkan efek ini. Kami telah memposting salah satu yang paling menunjukkan hal ini.

Untuk mendemonstrasikan pengalaman levitasi magnet di atas superkonduktor, Anda perlu mengambil keramik dan magnet superkonduktor suhu tinggi. Keramik didinginkan dengan nitrogen ke tingkat superkonduktivitas. Arus terhubung padanya dan magnet ditempatkan di atasnya. Dalam medan 0,001 T, magnet bergerak ke atas dan melayang di atas superkonduktor.

Efeknya dijelaskan oleh fakta bahwa ketika suatu zat masuk ke superkonduktivitas, medan magnet didorong keluar dari volumenya.

Bagaimana efek Meissner dapat diterapkan dalam praktik? Mungkin, setiap pembaca situs ini telah melihat banyak film fiksi ilmiah di mana mobil melayang di jalan. Jika dimungkinkan untuk menemukan zat yang akan berubah menjadi superkonduktor pada suhu, katakanlah, tidak lebih rendah dari +30, maka ini tidak akan lagi menjadi fiksi ilmiah.

Tapi bagaimana dengan kereta peluru yang juga melayang di atas rel. Ya, mereka sudah ada. Tapi tidak seperti Efek Meissner, ada hukum fisika lain yang bekerja: tolakan sisi unipolar magnet. Sayangnya, tingginya biaya magnet tidak memungkinkan penyebaran luas teknologi ini. Dengan penemuan superkonduktor yang tidak perlu didinginkan, mobil terbang akan menjadi kenyataan.

Sementara itu, Efek Meissner telah diadopsi oleh para penyihir. Kami menemukan salah satu representasi ini untuk Anda di internet. Rombongan Exos menunjukkan triknya. Tidak ada sihir, hanya fisika.

Awal abad ke-20 dalam fisika dapat disebut sebagai era suhu yang sangat rendah. Pada tahun 1908, fisikawan Belanda Heike Kamerling-Onnes pertama kali memperoleh helium cair, yang memiliki suhu hanya 4,2 derajat di atas nol mutlak. Dan segera dia berhasil mencapai suhu kurang dari satu kelvin! Untuk pencapaian ini, Kamerling-Onnes dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1913. Tapi dia sama sekali tidak mengejar rekor, dia tertarik pada bagaimana zat mengubah sifatnya pada suhu rendah - khususnya, dia mempelajari perubahan hambatan listrik logam. Dan kemudian pada tanggal 8 April 1911, sesuatu yang luar biasa terjadi: pada suhu tepat di bawah titik didih helium cair, hambatan listrik merkuri tiba-tiba menghilang. Tidak, tidak hanya menjadi sangat kecil, ternyata menjadi nol (sejauh mungkin untuk mengukurnya)! Tak satu pun dari teori-teori yang ada pada waktu itu meramalkan hal seperti ini dan tidak dapat menjelaskannya. Tahun berikutnya, sifat serupa ditemukan dalam timah dan timbal, yang terakhir menghantarkan arus tanpa hambatan dan pada suhu bahkan tepat di atas titik didih helium cair. Dan pada 1950-an dan 1960-an, bahan NbTi dan Nb 3 Sn ditemukan, yang dibedakan oleh kemampuan untuk mempertahankan keadaan superkonduktor dalam medan magnet yang kuat dan ketika arus tinggi mengalir. Sayangnya, mereka masih membutuhkan pendinginan dengan helium cair yang mahal.

1. Setelah memasang "mobil terbang" dengan pengisian superkonduktor, dengan lapisan spons melamin yang diresapi dengan nitrogen cair dan selubung foil, pada rel magnetik melalui paking sepasang penggaris kayu, tuangkan nitrogen cair ke dalamnya , "membekukan" medan magnet ke dalam superkonduktor.

2. Setelah menunggu superkonduktor mendingin hingga suhu di bawah -180 °C, lepaskan penggaris dengan hati-hati dari bawahnya. "Mobil" melayang dengan stabil, bahkan jika kami memposisikannya tidak tepat di tengah rel.

Penemuan besar berikutnya di bidang superkonduktivitas terjadi pada tahun 1986: Johannes Georg Bednorz dan Karl Alexander Müller menemukan bahwa tembaga-barium-lanthanum co-oksida bersifat superkonduktif pada suhu yang sangat tinggi (dibandingkan dengan titik didih helium cair) yaitu 35 K. Sudah di depan Pada tahun 1998, dengan mengganti lantanum dengan yttrium, superkonduktivitas dicapai pada suhu 93 K. Tentu saja, menurut standar rumah tangga, ini masih suhu yang cukup rendah, -180 ° C, tetapi yang utama adalah itu mereka berada di atas ambang 77 K - titik didih nitrogen cair murah. Selain suhu kritis, yang sangat besar menurut standar superkonduktor biasa, nilai medan magnet kritis dan kerapatan arus yang luar biasa tinggi dapat dicapai untuk YBa2Cu3O7-x (0 x 0,65) dan sejumlah cuprate lainnya. Kombinasi parameter yang luar biasa seperti itu tidak hanya memungkinkan penggunaan superkonduktor yang lebih luas dalam teknologi, tetapi juga memungkinkan banyak eksperimen menarik dan spektakuler yang dapat dilakukan bahkan di rumah.

Kami tidak dapat mendeteksi penurunan tegangan saat melewatkan arus lebih dari 5 A melalui superkonduktor, yang menunjukkan hambatan listrik nol. Yah, setidaknya tentang resistansi kurang dari 20 Ohm - minimum yang dapat diperbaiki oleh perangkat kami.

Mana yang harus dipilih?

Pertama, Anda perlu mendapatkan superkonduktor yang sesuai. Penemu superkonduktivitas suhu tinggi memanggang campuran oksida dalam oven khusus, tetapi untuk eksperimen sederhana, kami sarankan untuk membeli superkonduktor yang sudah jadi. Mereka tersedia dalam bentuk keramik polikristalin, keramik bertekstur, pita superkonduktor generasi pertama dan kedua. Keramik polikristalin tidak mahal, tetapi parameternya jauh dari pemecahan rekor: medan magnet dan arus yang sudah kecil dapat menghancurkan superkonduktivitas. Kaset generasi pertama juga tidak memukau dengan parameternya. Keramik bertekstur adalah hal yang sama sekali berbeda, ia memiliki karakteristik terbaik. Tetapi untuk pengalaman rekreasi, itu tidak nyaman, rapuh, menurun seiring waktu, dan yang paling penting, cukup sulit untuk menemukannya di pasar bebas. Tetapi kaset generasi kedua ternyata menjadi pilihan ideal untuk jumlah maksimum eksperimen visual. Hanya empat perusahaan di dunia yang dapat memproduksi produk berteknologi tinggi ini, termasuk SuperOx Rusia. Dan yang terpenting, mereka siap menjual kasetnya, yang dibuat atas dasar GdBa2Cu3O7-x, dalam jumlah mulai dari satu meter, yang cukup untuk melakukan eksperimen ilmiah demonstratif.

Pita superkonduktor generasi kedua memiliki struktur kompleks dari banyak lapisan untuk berbagai tujuan. Ketebalan beberapa lapisan diukur dalam nanometer, jadi ini adalah nanoteknologi yang sebenarnya.

Sama dengan nol

Pengalaman pertama kami adalah pengukuran resistansi superkonduktor. Apakah itu benar-benar nol? Tidak ada gunanya mengukurnya dengan ohmmeter biasa: itu akan menunjukkan nol bahkan ketika terhubung ke kabel tembaga. Resistansi kecil seperti itu diukur secara berbeda: arus besar dilewatkan melalui konduktor dan tegangan turun di atasnya diukur. Sebagai sumber arus, kami mengambil baterai alkaline biasa, yang, ketika dihubung singkat, menghasilkan sekitar 5 A. Pada suhu kamar, satu meter pita superkonduktor dan satu meter kawat tembaga menunjukkan resistansi beberapa ratus ohm. Kami mendinginkan konduktor dengan nitrogen cair dan segera mengamati efek yang menarik: bahkan sebelum kami memulai arus, voltmeter sudah menunjukkan sekitar 1 mV. Rupanya, ini adalah termo-EMF, karena di sirkuit kami ada banyak logam yang berbeda (tembaga, solder, baja "buaya") dan penurunan suhu ratusan derajat (kurangi tegangan ini dalam pengukuran lebih lanjut).

Magnet piringan tipis sangat bagus untuk membuat platform melayang di atas superkonduktor. Dalam kasus superkonduktor kepingan salju, mudah "ditekan" dalam posisi horizontal, dan dalam kasus superkonduktor persegi, itu harus "dibekukan".

Dan sekarang kita melewatkan arus melalui tembaga yang didinginkan: kawat yang sama menunjukkan hambatan hanya dalam seperseribu ohm. Tapi bagaimana dengan pita superkonduktor? Kami menghubungkan baterai, jarum ammeter langsung bergegas ke tepi skala yang berlawanan, tetapi voltmeter tidak mengubah bacaannya bahkan sepersepuluh milivolt. Hambatan pita dalam nitrogen cair persis nol.

Sebagai kuvet untuk rakitan superkonduktor dalam bentuk kepingan salju, tutup dari botol air lima liter sangat bagus. Sepotong spons melamin harus digunakan sebagai dudukan insulasi panas di bawah tutupnya. Anda perlu menambahkan nitrogen tidak lebih dari sekali setiap sepuluh menit.

pesawat terbang

Sekarang mari kita beralih ke interaksi superkonduktor dan medan magnet. Medan kecil umumnya didorong keluar dari superkonduktor, sedangkan medan yang lebih kuat tidak menembusnya dalam aliran kontinu, tetapi dalam bentuk "semburan" yang terpisah. Selain itu, jika kita memindahkan magnet di dekat superkonduktor, maka arus diinduksi di superkonduktor, dan medannya cenderung membawa magnet kembali. Semua ini memungkinkan superkonduktor atau, sebagaimana disebut juga, levitasi kuantum: magnet atau superkonduktor dapat menggantung di udara, ditahan secara stabil oleh medan magnet. Untuk memverifikasi ini, magnet tanah jarang kecil dan sepotong pita superkonduktor sudah cukup. Jika Anda memiliki setidaknya satu meter pita dan magnet neodymium yang lebih besar (kami menggunakan disk 40 x 5 mm dan silinder 25 x 25 mm), maka Anda dapat membuat levitasi ini cukup spektakuler dengan mengangkat beban tambahan ke udara.

Pertama-tama, Anda perlu memotong selotip menjadi beberapa bagian dan mengikatnya ke dalam kantong dengan area dan ketebalan yang cukup. Anda juga dapat mengikatnya dengan lem super, tetapi ini tidak terlalu andal, jadi lebih baik menyoldernya dengan besi solder berdaya rendah biasa dengan solder timah biasa. Berdasarkan hasil eksperimen kami, dua opsi paket dapat direkomendasikan. Yang pertama adalah persegi dengan sisi tiga lebar pita (36 x 36 mm) dari delapan lapisan, di mana di setiap lapisan berikutnya pita diletakkan tegak lurus dengan pita dari lapisan sebelumnya. Yang kedua adalah "kepingan salju" delapan sinar dari 24 lembar pita sepanjang 40 mm, ditumpuk di atas satu sama lain sehingga setiap bagian berikutnya diputar 45 derajat relatif terhadap yang sebelumnya dan melintasinya di tengah. Opsi pertama sedikit lebih mudah untuk diproduksi, jauh lebih kompak dan lebih kuat, tetapi yang kedua memberikan stabilisasi magnet yang lebih baik dan konsumsi nitrogen yang ekonomis karena penyerapannya ke dalam celah lebar di antara lembaran.

Superkonduktor dapat menggantung tidak hanya di atas magnet, tetapi juga di bawahnya, dan memang dalam posisi apa pun relatif terhadap magnet. Serta magnet tidak harus menggantung tepat di atas superkonduktor.

Omong-omong, stabilisasi harus disebutkan secara terpisah. Jika Anda membekukan superkonduktor, dan kemudian hanya membawa magnet ke sana, maka magnet tidak akan menggantung - ia akan jatuh dari superkonduktor. Untuk menstabilkan magnet, kita perlu memaksa medan ke superkonduktor. Ini dapat dilakukan dengan dua cara: "membekukan" dan "menekan". Dalam kasus pertama, kami menempatkan magnet di atas superkonduktor hangat pada penyangga khusus, lalu tuangkan nitrogen cair dan lepaskan penyangga. Metode ini bekerja sangat baik dengan "persegi", itu juga akan bekerja untuk keramik kristal tunggal, jika Anda dapat menemukannya. Dengan metode "kepingan salju" juga berfungsi, meskipun sedikit lebih buruk. Metode kedua mengasumsikan bahwa Anda memaksa magnet lebih dekat ke superkonduktor yang sudah didinginkan sampai menangkap medan. Dengan satu kristal keramik, metode ini hampir tidak berhasil: diperlukan terlalu banyak usaha. Tetapi dengan "kepingan salju" kami, ini berfungsi dengan baik, memungkinkan Anda untuk menggantung magnet secara stabil di berbagai posisi (dengan "persegi" juga, tetapi posisi magnet tidak dapat dibuat sewenang-wenang).

Untuk melihat levitasi kuantum, bahkan sepotong kecil pita superkonduktor sudah cukup. Benar, hanya magnet kecil yang dapat disimpan di udara dan di ketinggian rendah.

pelampung bebas

Dan sekarang magnet sudah tergantung satu setengah sentimeter di atas superkonduktor, mengingat hukum ketiga Clarke: "Setiap teknologi yang cukup maju tidak dapat dibedakan dari sihir." Mengapa tidak membuat gambar itu lebih ajaib dengan meletakkan lilin di atas magnet? Pilihan sempurna untuk makan malam mekanik kuantum romantis! Benar, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan. Pertama, lilin dalam selongsong logam cenderung meluncur ke tepi cakram magnet. Untuk mengatasi masalah ini, Anda dapat menggunakan tempat lilin berbentuk sekrup panjang. Masalah kedua adalah mendidihnya nitrogen. Jika Anda mencoba menambahkannya begitu saja, maka uap yang berasal dari termos akan memadamkan lilin, jadi lebih baik menggunakan corong lebar.

Paket delapan lapis pita superkonduktor dapat dengan mudah menahan magnet yang sangat besar pada ketinggian 1 cm atau lebih. Meningkatkan ketebalan paket akan meningkatkan massa yang ditahan dan ketinggian terbang. Tetapi di atas beberapa sentimeter, magnet dalam hal apa pun tidak akan naik.

Omong-omong, di mana tepatnya untuk menambahkan nitrogen? Wadah apa yang harus ditempatkan superkonduktor? Dua opsi ternyata yang paling mudah: kuvet yang terbuat dari foil dilipat menjadi beberapa lapisan dan, dalam kasus "kepingan salju", tutup dari botol air lima liter. Dalam kedua kasus, wadah ditempatkan di atas sepotong spons melamin. Spons ini dijual di supermarket dan dirancang untuk dibersihkan, ini adalah isolator termal yang baik yang dapat menahan suhu kriogenik dengan sempurna.

Secara umum nitrogen cair cukup aman, namun Anda tetap perlu berhati-hati saat menggunakannya. Juga sangat penting untuk tidak menutup wadah dengan kedap udara, jika tidak, penguapan akan meningkatkan tekanan di dalamnya dan dapat meledak! Nitrogen cair dapat disimpan dan diangkut dalam termos baja biasa. Dalam pengalaman kami, itu berlangsung setidaknya dua hari dalam termos dua liter, dan bahkan lebih lama dalam termos tiga liter. Untuk satu hari percobaan di rumah, tergantung pada intensitasnya, dibutuhkan satu hingga tiga liter nitrogen cair. Itu tidak mahal - sekitar 30-50 rubel per liter.

Akhirnya, kami memutuskan untuk merakit rel magnet dan meluncurkan "mobil terbang" di atasnya dengan pengisi superkonduktor, dengan lapisan spons melanin yang direndam dalam nitrogen cair dan cangkang foil. Tidak ada masalah dengan rel lurus: dengan mengambil magnet 20 x 10 x 5 mm dan meletakkannya di atas selembar besi seperti batu bata di dinding (dinding horizontal, karena kita membutuhkan arah medan magnet horizontal), itu mudah untuk merakit rel dengan panjang berapa pun. Anda hanya perlu melumasi ujung magnet dengan lem agar tidak terlepas, tetapi tetap padat, tanpa celah. Sebuah superkonduktor meluncur di sepanjang rel seperti itu tanpa gesekan. Bahkan lebih menarik untuk merakit rel dalam bentuk cincin. Sayangnya, di sini seseorang tidak dapat melakukannya tanpa celah di antara magnet, dan di setiap celah superkonduktor melambat sedikit ... Namun demikian, dorongan yang baik cukup untuk beberapa putaran. Jika mau, Anda dapat mencoba menggiling magnet dan membuat panduan khusus untuk pemasangannya - maka rel annular tanpa sambungan juga dimungkinkan.

Para editor mengucapkan terima kasih kepada perusahaan SuperOx dan secara pribadi kepada pemimpinnya Andrei Petrovich Vavilov atas superkonduktor yang disediakan, serta kepada toko online neodim.org untuk magnet yang disediakan.

Sebuah magnet dalam cangkir superkonduktor yang disiram dengan nitrogen cair mengapung seperti Peti Mati Mahomet...

"Peti Mati Muhammad" yang legendaris cocok dengan gambaran "ilmiah" dunia pada tahun 1933 sebagai "Efek Meissner": terletak di atas superkonduktor, magnet naik dan mulai melayang. fakta ilmiah. Dan "gambaran ilmiah" (yaitu, mitos mereka yang menjelaskan fakta ilmiah) adalah sebagai berikut: "medan magnet yang konstan dan tidak terlalu kuat didorong keluar dari sampel superkonduktor" - dan semuanya segera menjadi jelas dan dapat dipahami. Tetapi mereka yang membangun gambaran mereka sendiri tentang dunia tidak dilarang untuk berpikir bahwa mereka berurusan dengan levitasi. Siapa suka apa. Omong-omong, mereka yang tidak dibutakan oleh "gambaran ilmiah dunia" lebih produktif dalam sains. Inilah yang akan kita bicarakan sekarang.

Dan kasusnya adalah Tuhan, penemu ...

Secara umum, tidak mudah untuk mengamati "efek Meissner-Mohammed": helium cair diperlukan. Tetapi pada bulan September 1986, ketika G. Bednorz dan A. Muller melaporkan bahwa superkonduktivitas suhu tinggi dimungkinkan dalam sampel keramik berdasarkan Ba-La-Cu-O. Ini benar-benar bertentangan dengan "gambaran ilmiah dunia" dan orang-orang akan segera disingkirkan dengan ini, tetapi "Peti Mati Muhammad" yang membantu: fenomena superkonduktivitas sekarang dapat dengan bebas ditunjukkan kepada siapa saja dan di mana saja, dan seterusnya semua penjelasan lain dari "gambaran ilmiah dunia" bahkan lebih bertentangan , maka superkonduktivitas pada suhu tinggi dengan cepat dikenali, dan orang-orang ini menerima Hadiah Nobel mereka tahun depan! - Bandingkan dengan pendiri teori superkonduktivitas - Pyotr Kapitsa, yang menemukan superkonduktivitas lima puluh tahun yang lalu, dan menerima Hadiah Nobel hanya delapan tahun lebih awal dari orang-orang ini ...

Sebelum melanjutkan, lihat levitasi Mohammed-Meissner dalam video berikut.

Sebelum memulai percobaan, superkonduktor terbuat dari keramik khusus ( YBa 2 Cu 3 O 7-x) didinginkan dengan menuangkan nitrogen cair di atasnya sehingga memperoleh sifat "ajaibnya".

Pada tahun 1992, di Universitas Tampere (Finlandia), ilmuwan Rusia Evgeny Podkletnov melakukan penelitian tentang sifat-sifat penyaringan dengan keramik superkonduktor dari berbagai medan elektromagnetik. Namun, selama percobaan, secara tidak sengaja, ditemukan efek yang tidak sesuai dengan kerangka fisika klasik. Podkletnov menyebutnya "penyaringan gravitasi" dan, dengan rekan penulis, menerbitkan laporan awal.

Podkletnov memutar piringan superkonduktor "frostbitten" dalam medan elektromagnetik. Dan kemudian suatu hari, seseorang di laboratorium menyalakan pipa dan asap yang jatuh ke area di atas piringan yang berputar tiba-tiba naik! Itu. asap, lebih dari disk kehilangan berat badan! Pengukuran dengan benda-benda yang terbuat dari bahan lain mengkonfirmasi dugaan itu, tidak tegak lurus, tetapi umumnya berlawanan dengan "gambaran ilmiah dunia": ternyata adalah mungkin untuk melindungi diri sendiri dari gaya gravitasi universal yang "menembus segalanya"!
Namun, berbeda dengan efek visual Meissner-Mohammed di sini, visibilitasnya jauh lebih rendah: penurunan berat badan maksimal sekitar 2%.

Laporan percobaan diselesaikan oleh Evgeny Podkletnov pada Januari 1995 dan dikirim ke D. Modanese, yang memintanya untuk memberikan nama yang diperlukan untuk kutipan dalam karyanya "Analisis teoretis ..." dari perpustakaan pracetak Los Alamos yang muncul pada bulan Mei (hep-th / 9505094) dan dasar teoretis terkemuka untuk eksperimen. Ini adalah bagaimana pengidentifikasi MSU muncul - kimia 95 (atau dalam transkripsi Universitas Negeri Moskow - kimia 95).

Artikel Podkletnov ditolak oleh beberapa jurnal ilmiah hingga akhirnya diterima untuk diterbitkan (pada Oktober 1995) dalam Journal of Applied Physics yang bergengsi, diterbitkan di Inggris (The Journal of Physics-D: Applied Physics, publikasi England's Institute Physics ). Tampaknya penemuan itu akan mengamankan, jika bukan pengakuan, maka setidaknya kepentingan dunia ilmiah. Namun, itu tidak berhasil seperti itu.

Artikel pertama diterbitkan oleh publikasi yang jauh dari sains, yang tidak mengamati kemurnian "gambaran ilmiah dunia" - hari ini mereka akan menulis tentang manusia hijau dan piring terbang, dan besok tentang antigravitasi - itu akan menarik bagi pembaca, tidak peduli apakah itu cocok atau tidak cocok ke dalam gambaran "ilmiah" dunia.
Seorang perwakilan dari University of Tampere menyatakan bahwa masalah anti-gravitasi tidak ditangani di dalam dinding institusi ini. Rekan penulis artikel Levit dan Vuorinen, yang memberikan dukungan teknis, takut akan skandal, tidak mengakui kemenangan para penemu, dan Evgeny Podkletnov terpaksa menghapus teks yang disiapkan dalam jurnal.

Namun, rasa ingin tahu para ilmuwan menang. Pada tahun 1997, tim NASA di Huntsville, Alabama, mengulangi percobaan Podkletny menggunakan pengaturan mereka. Tes statis (tanpa rotasi disk HTSC) tidak mengkonfirmasi efek penyaringan gravitasi.

Namun, tidak bisa sebaliknya: Fisikawan teoretis Italia Giovanni Modanese yang disebutkan sebelumnya, dalam laporannya yang dipresentasikan pada Oktober 1997 di Kongres IAF (Federasi Internasional Astronautika) ke-48, yang diadakan di Turin, mencatat, didukung oleh teori, perlunya menggunakan HTSC keramik dua lapis. disk untuk mendapatkan efek dengan suhu kritis yang berbeda dari lapisan (Namun, Podkletnov juga menulis tentang ini). Karya ini dikembangkan lebih lanjut dalam artikel "Anomali Gravitasi oleh superkonduktor HTC: Laporan Status Teoritis 1999.". Omong-omong, kesimpulan menarik juga disajikan di sana, tentang ketidakmungkinan membangun pesawat terbang menggunakan efek "pelindung gravitasi", meskipun kemungkinan teoretis membangun lift gravitasi - "lift

Variasi gravitasi segera ditemukan oleh para ilmuwan Cina. dalam mengukur perubahan gravitasi selama gerhana matahari total, sangat sedikit, tetapi secara tidak langsung, menegaskan kemungkinan "penyaringan gravitasi". Beginilah gambaran “ilmiah” dunia mulai berubah; membuat mitos baru.

Dengan mengingat hal ini, pertanyaan-pertanyaan berikut patut diajukan:
- dan di mana "prediksi ilmiah" yang terkenal buruk itu - mengapa sains tidak memprediksi efek anti-gravitasi?
- Mengapa Chance memutuskan segalanya? Selain itu, berbekal gambaran ilmiah dunia, para ilmuwan, bahkan setelah mereka dikunyah dan dimasukkan ke dalam mulut, tidak dapat mengulangi eksperimen tersebut? Kasus macam apa ini, yang datang ke satu kepala, dan tidak bisa dipalu ke kepala yang lain?

Pejuang Rusia melawan pseudosains membedakan diri mereka dengan lebih tiba-tiba, yang di negara kita sampai akhir hayatnya dipimpin oleh materialis militan Yevgeny Ginzburg. Profesor dari Institut Masalah Fisik. P.L. Kapitsa RAS Maxim Kagan menyatakan:
Eksperimen Podkletnov terlihat agak aneh. Pada dua konferensi internasional baru-baru ini tentang superkonduktivitas di Boston (AS) dan Dresden (Jerman), di mana saya berpartisipasi, eksperimennya tidak dibahas. Hal ini tidak diketahui secara luas oleh para spesialis. Persamaan Einstein, pada prinsipnya, memungkinkan interaksi medan elektromagnetik dan gravitasi. Tetapi agar interaksi seperti itu menjadi nyata, diperlukan energi elektromagnetik yang sangat besar, yang sebanding dengan energi diam Einstein. Kita membutuhkan arus listrik yang jauh lebih besar daripada yang dapat dicapai dalam kondisi laboratorium modern. Oleh karena itu, kami tidak memiliki kemungkinan eksperimental nyata untuk mengubah interaksi gravitasi.
- Bagaimana dengan NASA?
-NASA punya banyak uang untuk R&D. Mereka menguji banyak ide. Mereka bahkan memeriksa ide-ide yang sangat meragukan, tetapi menarik bagi khalayak luas ... Kami mempelajari sifat sebenarnya dari superkonduktor ....»

- Jadi ini dia: kami realis-materialis, dan di sana orang Amerika yang setengah melek huruf dapat membuang uang ke kanan dan ke kiri untuk menyenangkan pecinta okultisme dan pseudosains lainnya, ini, kata mereka, adalah urusan mereka.

Mereka yang ingin dapat mempelajari lebih lanjut tentang pekerjaan itu.

Pistol anti-gravitasi Podkletnov-Modan

Skema "Senjata Anti Gravitasi"

Dia menginjak-injak rekan realis Podkletnov sepenuhnya. Bersama dengan ahli teori Modanese, ia menciptakan, secara kiasan, senjata anti-gravitasi.

Dalam kata pengantar publikasi, Podkletnov menulis yang berikut: “Saya tidak menerbitkan karya tentang gravitasi dalam bahasa Rusia, agar tidak mempermalukan rekan-rekan saya dan pemerintah. Ada cukup banyak masalah lain di negara kita, dan tidak ada yang tertarik pada sains. Anda dapat dengan bebas menggunakan teks publikasi saya dalam terjemahan yang kompeten ...
Tolong jangan mengasosiasikan karya-karya ini dengan piring terbang dan alien, bukan karena mereka tidak ada, tetapi karena itu menyebabkan senyum dan tidak ada yang mau membiayai proyek-proyek konyol. Pekerjaan saya tentang gravitasi adalah fisika yang sangat serius dan eksperimen yang dilakukan dengan hati-hati. Kami beroperasi dengan kemungkinan memodifikasi medan gravitasi lokal berdasarkan teori fluktuasi energi vakum dan teori gravitasi kuantum».

Jadi, karya Podkletnov, tidak seperti orang Rusia yang serba tahu, tidak tampak lucu, misalnya, bagi perusahaan Boeing, yang meluncurkan penelitian ekstensif tentang topik "lucu" ini.

Dan Podkletnov dan Modanese menciptakan perangkat yang memungkinkan Anda untuk mengontrol gravitasi, lebih tepatnya - antigravitasi . (Laporan di situs web Laboratorium Los Alamos tersedia). " Impuls gravitasi terkontrol" memungkinkan Anda untuk memberikan efek kejut jangka pendek pada objek apa pun pada jarak puluhan dan ratusan kilometer, yang memungkinkan untuk membuat sistem baru untuk bergerak di ruang angkasa, sistem komunikasi, dll.» . Dalam teks artikel, ini tidak jelas, tetapi Anda harus memperhatikan fakta bahwa dorongan ini menolak daripada menarik objek. Rupanya, mengingat istilah "pelindung gravitasi" tidak tepat dalam kasus ini, hanya fakta bahwa kata "antigravitasi" adalah "tabu" untuk sains, memaksa penulis untuk menghindari menggunakannya dalam teks.

Pada jarak 6 sampai 150 meter dari instalasi, di gedung lain, mengukur

Labu vakum dengan pendulum

perangkat yang pendulum biasa dalam termos vakum.

Berbagai bahan yang digunakan untuk membuat bola pendulum: logam, kaca, keramik, kayu, karet, plastik. Pemasangan dipisahkan dari alat ukur yang terletak pada jarak 6 m dengan dinding bata 30 cm dan lembaran baja 1x1,2x0,025 m. Sistem pengukuran yang terletak pada jarak 150 m juga ditutup oleh dinding bata 0,8 m tebal tidak lebih dari lima bandul yang terletak pada garis yang sama digunakan. Semua kesaksian mereka cocok.
Mikrofon kondensor digunakan untuk mengkarakterisasi pulsa gravitasi - terutama spektrum frekuensinya. Mikrofon terhubung ke komputer dan berada di dalam kotak bulat plastik yang diisi dengan karet berpori. Itu ditempatkan di sepanjang garis bidik setelah silinder kaca dan memiliki kemungkinan berbagai orientasi ke arah sumbu pelepasan.
Impuls meluncurkan pendulum, yang diamati secara visual. Waktu tunda awal osilasi bandul sangat kecil dan tidak terukur, kemudian osilasi alami berangsur-angsur memudar. Secara teknis, dimungkinkan untuk membandingkan sinyal dari pelepasan dan respons yang diterima dari mikrofon, yang memiliki perilaku tipikal dari pulsa ideal:
Perlu dicatat bahwa tidak ada sinyal yang terdeteksi di luar area ruang lingkup, dan tampaknya "berkas daya" memiliki batas yang jelas.

Ketergantungan kekuatan pulsa (sudut defleksi pendulum) ditemukan tidak hanya pada tegangan pelepasan, tetapi juga pada jenis emitor.

Suhu bandul tidak berubah selama percobaan. Gaya yang bekerja pada bandul tidak bergantung pada bahan dan hanya sebanding dengan massa sampel (dalam percobaan dari 10 hingga 50 gram). Bandul massa yang berbeda menunjukkan defleksi yang sama pada tegangan konstan. Ini telah dibuktikan dengan sejumlah besar pengukuran. Penyimpangan dalam kekuatan impuls gravitasi juga ditemukan di dalam area proyeksi emitor. Penyimpangan ini (hingga 12-15%) dikaitkan oleh penulis dengan kemungkinan ketidakhomogenan emitor.

Pengukuran impuls, dalam kisaran 3-6 m, 150 m (dan 1200 m) dari pengaturan eksperimental, memberikan, dalam kesalahan eksperimental, hasil yang identik. Karena titik-titik pengukuran ini, selain dari udara, juga dipisahkan oleh dinding bata yang tebal, dapat diasumsikan bahwa impuls gravitasi tidak diserap oleh media (atau kerugiannya tidak signifikan). Energi mekanik yang "diserap" oleh masing-masing bandul bergantung pada tegangan pelepasan. Bukti tidak langsung bahwa efek yang diamati bersifat gravitasi adalah fakta yang mapan tentang inefisiensi perisai elektromagnetik. Dengan efek gravitasi, percepatan benda apa pun yang mengalami tindakan impulsif pada prinsipnya harus tidak bergantung pada massa benda.

P.S.

Saya seorang skeptis dan tidak benar-benar percaya ini bahkan mungkin. Faktanya adalah bahwa ada penjelasan yang sangat konyol untuk fenomena ini, termasuk dalam jurnal fisika, seperti bahwa mereka memiliki otot punggung yang berkembang. Kenapa tidak pantat?!

Dan seperti ini: perusahaan Boeing meluncurkan penelitian ekstensif tentang topik "konyol" ini ... Dan lucukah sekarang untuk berpikir bahwa seseorang akan memiliki senjata gravitasi yang mampu, katakanlah, menghasilkan gempa bumi .

Tapi bagaimana dengan sains? Saatnya untuk memahami: sains tidak menciptakan atau menemukan apa pun. Orang menemukan dan menemukan, menemukan fenomena baru, menemukan pola baru, dan ini sudah menjadi ilmu, yang dengannya orang lain dapat membuat prediksi, tetapi hanya dalam kerangka model tersebut dan kondisi di mana model terbuka benar, tetapi melampaui model-model ini sains sendiri tidak bisa.

Misalnya, apa yang lebih baik daripada "gambaran ilmiah dunia", yang pada awalnya, daripada yang mulai mereka gunakan kemudian? Ya, hanya kenyamanan, tetapi apa hubungannya keduanya dengan kenyataan? Sama! Dan jika Carnot membuktikan batas efisiensi mesin panas dengan menggunakan konsep kalori, maka, oleh karena itu, "gambaran dunia" ini tidak lebih buruk daripada gambaran bahwa ini adalah bola-molekul yang menabrak dinding silinder. Mengapa satu model lebih baik dari yang lain? Tidak ada apa-apa! Setiap model benar dalam beberapa hal, dalam beberapa batasan.

Pertanyaan untuk sains ada dalam agenda: untuk menjelaskan bagaimana para yogi, duduk di pantat mereka, melompat setengah meter?!

Peringkat Bintang GD
sistem peringkat WordPress

peti mati Mahomet, 5.0 dari 5 berdasarkan 2 peringkat

Ketika superkonduktor didinginkan dalam medan magnet konstan eksternal, pada saat transisi ke keadaan superkonduktor, medan magnet sepenuhnya dipindahkan dari volumenya. Ini membedakan superkonduktor dari konduktor ideal, di mana, ketika resistansi turun ke nol, induksi medan magnet dalam volume harus tetap tidak berubah.

Tidak adanya medan magnet dalam volume konduktor memungkinkan kita untuk menyimpulkan dari hukum umum medan magnet bahwa hanya arus permukaan yang ada di dalamnya. Secara fisik nyata dan karena itu menempati beberapa lapisan tipis di dekat permukaan. Medan magnet arus menghancurkan medan magnet luar di dalam superkonduktor. Dalam hal ini, superkonduktor berperilaku formal sebagai diamagnet ideal. Namun, itu bukan diamagnet, karena magnetisasi di dalamnya adalah nol.

Efek Meissner tidak dapat dijelaskan dengan konduktivitas tak terbatas saja. Untuk pertama kalinya, sifatnya dijelaskan oleh saudara Fritz dan Heinz London menggunakan persamaan London. Mereka menunjukkan bahwa dalam superkonduktor medan menembus ke kedalaman tetap dari permukaan - kedalaman penetrasi medan magnet London (\displaystyle \lambda ). Untuk logam 10 2 (\displaystyle \lambda \sim 10^(-2)) m.

Superkonduktor tipe I dan II

Zat murni di mana fenomena superkonduktivitas diamati tidak banyak. Lebih sering, superkonduktivitas terjadi pada paduan. Untuk zat murni, efek Meissner penuh terjadi, sedangkan untuk paduan tidak ada pengusiran lengkap medan magnet dari volume (efek Meissner parsial). Zat yang menunjukkan efek Meissner penuh disebut superkonduktor tipe I, dan yang parsial disebut superkonduktor tipe II. Namun, perlu dicatat bahwa di medan magnet rendah semua jenis superkonduktor menunjukkan efek Meissner penuh.

Superkonduktor jenis kedua dalam volume memiliki arus melingkar yang menciptakan medan magnet, yang, bagaimanapun, tidak mengisi seluruh volume, tetapi didistribusikan di dalamnya dalam bentuk utas vortisitas Abrikosov yang terpisah. Adapun resistansi, itu sama dengan nol, seperti pada superkonduktor jenis pertama, meskipun pergerakan vortisitas di bawah aksi arus menciptakan resistansi efektif dalam bentuk kerugian disipatif untuk pergerakan fluks magnet di dalam superkonduktor, yang dihindari dengan memasukkan cacat ke dalam struktur superkonduktor - pusat penjepit, yang vortisitasnya "melekat".

"Peti mati Muhammad"

"Mahomet's Coffin" - eksperimen yang mendemonstrasikan efek Meissner pada superkonduktor.

asal nama

Menurut legenda, peti mati dengan tubuh Nabi Muhammad digantung di luar angkasa tanpa penyangga, jadi eksperimen ini disebut "Peti Mati Muhammad".

Pernyataan pengalaman

Superkonduktivitas hanya ada pada suhu rendah (dalam keramik HTSC - pada suhu di bawah 150), sehingga zat tersebut didinginkan sebelumnya, misalnya dengan nitrogen cair. Selanjutnya, magnet ditempatkan pada permukaan superkonduktor datar. Bahkan di ladang

Fenomena ini pertama kali diamati pada tahun 1933 oleh fisikawan Jerman Meisner dan Oksenfeld. Efek Meissner didasarkan pada fenomena perpindahan lengkap medan magnet dari material selama transisi ke keadaan superkonduktor. Penjelasan efeknya terkait dengan nilai hambatan listrik superkonduktor yang sangat nol. Penetrasi medan magnet ke dalam konduktor biasa dikaitkan dengan perubahan fluks magnet, yang, pada gilirannya, menciptakan EMF arus induksi dan induksi yang mencegah perubahan fluks magnet.

Medan magnet menembus superkonduktor ke kedalaman, perpindahan medan magnet dari superkonduktor ditentukan oleh konstanta yang disebut konstanta London:

Beras. 3.17 Skema efek Meissner.

Gambar tersebut menunjukkan garis-garis medan magnet dan perpindahannya dari superkonduktor pada suhu di bawah suhu kritis.

Ketika suhu melewati nilai kritis, medan magnet di superkonduktor berubah tajam, yang mengarah pada munculnya pulsa EMF di induktor.

Beras. 3.18 Sebuah sensor yang mengimplementasikan efek Meissner.

Fenomena ini digunakan untuk mengukur medan magnet yang sangat lemah, untuk menciptakan cryotron(berpindah perangkat).

Beras. 3.19 Desain dan penunjukan cryotron.

Secara struktural, cryotron terdiri dari dua superkonduktor. Kumparan niobium dililitkan di sekitar konduktor tantalum, yang melaluinya arus kontrol mengalir. Dengan peningkatan arus kontrol, kekuatan medan magnet meningkat, dan tantalum berpindah dari keadaan superkonduktivitas ke keadaan biasa. Dalam hal ini, konduktivitas konduktor tantalum berubah tajam, dan arus operasi di sirkuit praktis menghilang. Atas dasar cryotron, misalnya, katup terkontrol dibuat.

Magnet melayang di atas superkonduktor berpendingin nitrogen cair

Efek Meissner- perpindahan lengkap medan magnet dari material selama transisi ke keadaan superkonduktor (jika induksi medan tidak melebihi nilai kritis). Fenomena ini pertama kali diamati pada tahun 1933 oleh fisikawan Jerman Meisner dan Oksenfeld.

Superkonduktivitas adalah properti dari beberapa bahan untuk memiliki hambatan listrik nol ketika mereka mencapai suhu di bawah nilai tertentu (hambatan listrik tidak menjadi mendekati nol, tetapi menghilang sepenuhnya). Ada beberapa lusin elemen murni, paduan, dan keramik yang masuk ke keadaan superkonduktor. Superkonduktivitas bukan hanya tidak adanya hambatan, tetapi juga merupakan respons pasti terhadap medan magnet luar. Efek Meissner adalah medan magnet yang konstan, tidak terlalu kuat, didorong keluar dari sampel superkonduktor. Dalam ketebalan superkonduktor, medan magnet melemah menjadi nol, superkonduktivitas dan magnetisme dapat disebut, seolah-olah, sifat yang berlawanan.

Kent Hovind dalam teorinya menyatakan bahwa sebelum Banjir Besar, planet Bumi dikelilingi oleh lapisan besar air, terdiri dari partikel es, yang ditahan di orbit di atas atmosfer oleh efek Meissner.

Cangkang air ini berfungsi sebagai perlindungan dari radiasi matahari dan memastikan distribusi panas yang merata di permukaan bumi.

Pengalaman Ilustratif

Pengalaman yang sangat spektakuler yang menunjukkan adanya efek Meissner ditunjukkan dalam foto: magnet permanen melayang di atas cangkir superkonduktor. Untuk pertama kalinya, percobaan semacam itu dilakukan oleh fisikawan Soviet V.K. Arkadiev pada tahun 1945.

Superkonduktivitas hanya ada pada suhu rendah (keramik superkonduktor suhu tinggi ada pada suhu orde 150 K), sehingga zat tersebut didinginkan terlebih dahulu, misalnya dengan nitrogen cair. Selanjutnya, magnet ditempatkan pada permukaan superkonduktor datar. Bahkan di medan 0,001 T, magnet bergeser ke atas sejauh orde sentimeter. Dengan peningkatan medan hingga kritis, magnet naik lebih tinggi dan lebih tinggi.

Penjelasan

Salah satu sifat superkonduktor jenis kedua adalah pengusiran medan magnet dari daerah fase superkonduktor. Dimulai dari superkonduktor yang tidak bergerak, magnet mengapung sendiri dan terus membubung hingga kondisi eksternal mengeluarkan superkonduktor dari fase superkonduktor. Sebagai hasil dari efek ini, magnet yang mendekati superkonduktor akan "melihat" magnet dengan polaritas berlawanan dengan ukuran yang persis sama, yang menyebabkan levitasi.

Sifat yang lebih penting dari superkonduktor daripada hambatan listrik nol adalah apa yang disebut efek Meissner, yang terdiri dari perpindahan medan magnet konstan dari superkonduktor. Dari pengamatan eksperimental ini, kesimpulan dibuat tentang keberadaan arus tak teredam di dalam superkonduktor, yang menciptakan medan magnet internal yang berlawanan dengan medan magnet eksternal yang diterapkan dan mengkompensasinya.

Medan magnet yang cukup kuat pada suhu tertentu menghancurkan keadaan materi superkonduktor. Medan magnet dengan kekuatan H c , yang pada suhu tertentu menyebabkan transisi suatu zat dari keadaan superkonduktor ke keadaan normal, disebut medan kritis. Ketika suhu superkonduktor menurun, nilai H c meningkat. Ketergantungan suhu bidang kritis dijelaskan dengan akurasi yang baik oleh ekspresi

di mana adalah medan kritis pada suhu nol. Superkonduktivitas juga menghilang ketika arus listrik dilewatkan melalui superkonduktor dengan kerapatan lebih besar dari yang kritis, karena menciptakan medan magnet yang lebih besar dari yang kritis.

Penghancuran keadaan superkonduktor di bawah aksi medan magnet berbeda untuk superkonduktor tipe I dan tipe II. Untuk superkonduktor tipe II, ada 2 nilai medan kritis: H c1 di mana medan magnet menembus superkonduktor dalam bentuk vortisitas Abrikosov dan H c2 - di mana superkonduktivitas menghilang.

efek isotop

Efek isotop dalam superkonduktor adalah bahwa suhu T c berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa atom isotop dari elemen superkonduktor yang sama. Akibatnya, sediaan monoisotop agak berbeda dalam suhu kritis dari campuran alami dan satu sama lain.

momen London

Superkonduktor yang berputar menghasilkan medan magnet yang tepat sejajar dengan sumbu rotasi, momen magnet yang dihasilkan disebut "momen London". Itu digunakan, khususnya, dalam satelit ilmiah "Gravity Probe B", di mana medan magnet dari empat giroskop superkonduktor diukur untuk menentukan sumbu rotasinya. Karena rotor giroskop hampir berbentuk bulat halus, menggunakan momen London adalah salah satu dari sedikit cara untuk menentukan sumbu rotasinya.

Aplikasi superkonduktivitas

Kemajuan yang signifikan telah dibuat dalam memperoleh superkonduktivitas suhu tinggi. Atas dasar sermet, misalnya, komposisi YBa 2 Cu 3 O x , zat telah diperoleh yang suhu T c transisi ke keadaan superkonduktor melebihi 77 K (suhu pencairan nitrogen). Sayangnya, hampir semua superkonduktor suhu tinggi tidak berteknologi maju (rapuh, tidak memiliki sifat stabil, dll.), Akibatnya superkonduktor berdasarkan paduan niobium masih digunakan dalam teknologi.

Fenomena superkonduktivitas digunakan untuk mendapatkan medan magnet yang kuat (misalnya, dalam siklotron), karena tidak ada kehilangan panas selama aliran arus kuat melalui superkonduktor yang menciptakan medan magnet kuat. Namun, karena fakta bahwa medan magnet menghancurkan keadaan superkonduktivitas, apa yang disebut medan magnet digunakan untuk mendapatkan medan magnet yang kuat. superkonduktor jenis kedua, di mana koeksistensi superkonduktivitas dan medan magnet dimungkinkan. Dalam superkonduktor seperti itu, medan magnet menyebabkan munculnya benang tipis dari logam normal yang menembus sampel, yang masing-masing membawa kuantum fluks magnet (Abrikosov vortisitas). Substansi antara benang tetap superkonduktor. Karena tidak ada efek Meissner penuh dalam superkonduktor tipe II, superkonduktivitas ada hingga nilai medan magnet Hc2 yang jauh lebih tinggi. Dalam teknologi, superkonduktor berikut terutama digunakan:

Ada detektor foton berdasarkan superkonduktor. Beberapa menggunakan keberadaan arus kritis, mereka juga menggunakan efek Josephson, refleksi Andreev, dll. Jadi, ada detektor foton tunggal superkonduktor (SSPD) untuk mendeteksi foton tunggal dalam rentang IR, yang memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan detektor rentang yang sama (PMT, dll.), menggunakan metode pendaftaran lain .

Karakteristik komparatif dari detektor IR paling umum berdasarkan sifat non-superkonduktivitas (empat pertama), serta detektor superkonduktor (tiga terakhir):

Jenis detektor	Tingkat penghitungan maksimum, s −1	Efisiensi kuantum, %	, c −1	NEP Sel
InGaAs PFD5W1KSF APS (Fujitsu)
R5509-43 PMT (Hamamatsu)
Si APD SPCM-AQR-16 (EG\&G)
Mepsikron II (Kuantar)
			kurang dari 1 10 -3	kurang dari 1 10 -19
			kurang dari 1 10 -3

Vortex dalam superkonduktor tipe II dapat digunakan sebagai sel memori. Beberapa soliton magnetik telah menemukan aplikasi serupa. Ada juga soliton magnetik dua dan tiga dimensi yang lebih kompleks, yang mengingatkan pada vortisitas dalam cairan, hanya peran garis arus di dalamnya yang dimainkan oleh garis-garis di mana magnet dasar (domain) berbaris.

Tidak adanya kehilangan panas selama aliran arus searah melalui superkonduktor membuat penggunaan kabel superkonduktor untuk pengiriman listrik menjadi menarik, karena kabel bawah tanah tunggal yang tipis mampu mentransmisikan daya, yang dalam metode tradisional memerlukan penciptaan daya. rangkaian saluran dengan beberapa kabel dengan ketebalan yang jauh lebih besar. Masalah yang mencegah penggunaan secara luas adalah biaya kabel dan perawatannya - nitrogen cair harus terus-menerus dipompa melalui jalur superkonduktor. Jalur transmisi superkonduktor komersial pertama ditugaskan oleh Superkonduktor Amerika di Long Island di New York pada akhir Juni 2008. Sistem tenaga Korea Selatan akan dibuat pada tahun 2015 saluran transmisi superkonduktor dengan total panjang 3000 km.

Aplikasi penting ditemukan dalam perangkat cincin superkonduktor mini - SQUID, yang operasinya didasarkan pada hubungan antara perubahan fluks magnet dan tegangan. Mereka adalah bagian dari magnetometer supersensitif yang mengukur medan magnet bumi dan juga digunakan dalam pengobatan untuk mendapatkan magnetogram dari berbagai organ.

Superkonduktor juga digunakan dalam maglev.

Fenomena ketergantungan suhu transisi ke keadaan superkonduktor pada besarnya medan magnet digunakan dalam resistensi yang dikendalikan kriotron.

Pergerakan acak atom konduktor mencegah lewatnya arus listrik. Hambatan konduktor berkurang dengan penurunan suhu. Dengan penurunan lebih lanjut dalam suhu konduktor, penurunan resistansi total dan fenomena superkonduktivitas diamati.

Pada suhu tertentu (mendekati 0 oK), resistansi konduktor turun tajam menjadi nol. Fenomena ini disebut superkonduktivitas. Namun, fenomena lain juga diamati pada superkonduktor - efek Meissner. Konduktor dalam keadaan superkonduktor menunjukkan sifat yang tidak biasa. Medan magnet sepenuhnya dipindahkan dari sebagian besar superkonduktor.

Perpindahan medan magnet oleh superkonduktor.

Sebuah konduktor dalam keadaan superkonduktor, berbeda dengan konduktor ideal, berperilaku seperti diamagnet. Medan magnet eksternal dipindahkan dari sebagian besar superkonduktor. Kemudian jika Anda menempatkan magnet di atas superkonduktor, magnet itu menggantung di udara.

Terjadinya efek ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika superkonduktor dimasukkan ke dalam medan magnet, arus induksi eddy muncul di dalamnya, medan magnet yang sepenuhnya mengkompensasi medan eksternal (seperti pada diamagnet apa pun). Namun medan magnet induksi itu sendiri juga menimbulkan arus eddy yang arahnya berlawanan dengan arus induksi yang arahnya sama dan besarnya sama. Akibatnya, baik medan magnet maupun arus tidak ada di sebagian besar superkonduktor. Volume superkonduktor dilindungi oleh lapisan tipis di dekat permukaan - lapisan kulit - yang melaluinya ketebalannya (berurutan 10-7-10-8 m) menembus medan magnet dan di mana kompensasinya terjadi.

sebuah- konduktor normal dengan resistansi bukan nol pada suhu berapa pun (1) dimasukkan ke dalam medan magnet. Sesuai dengan hukum induksi elektromagnetik, timbul arus yang menahan penetrasi medan magnet ke dalam logam (2). Namun, jika resistansinya berbeda dari nol, mereka dengan cepat meluruh. Medan magnet menembus sampel logam normal dan praktis seragam (3);

b- dari keadaan normal pada suhu di atas T c Ada dua cara: Pertama, ketika suhu diturunkan, sampel menjadi superkonduktor, maka medan magnet dapat diterapkan, yang didorong keluar dari sampel. Kedua: pertama-tama berikan medan magnet yang akan menembus sampel, lalu turunkan suhunya, lalu medan itu akan didorong keluar selama transisi. Mematikan medan magnet memberikan gambaran yang sama;

di- jika tidak ada efek Meissner, konduktor tanpa hambatan akan berperilaku berbeda. Saat transisi ke keadaan tanpa hambatan dalam medan magnet, medan magnet akan tetap ada dan akan tetap ada bahkan saat medan magnet luar dihilangkan. Adalah mungkin untuk mendemagnetisasi magnet seperti itu hanya dengan menaikkan suhu. Perilaku ini, bagaimanapun, tidak diamati secara eksperimental.