Ang zero resistance ay hindi lamang ang tampok ng superconductivity. Isa sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng superconductor at ideal conductors ay ang Meissner effect, na natuklasan nina Walter Meissner at Robert Oksenfeld noong 1933.

Ang Meissner effect ay binubuo sa "pagtulak" ng magnetic field ng superconductor mula sa bahagi ng espasyong sinasakop nito. Ito ay sanhi ng pagkakaroon ng mga undamped currents sa loob ng superconductor, na lumilikha ng isang panloob na magnetic field na kabaligtaran sa inilapat na panlabas na magnetic field at binabayaran ito.

Kapag ang isang superconductor ay pinalamig, na nasa isang panlabas na pare-pareho ang magnetic field, sa sandali ng paglipat sa superconducting state, ang magnetic field ay ganap na inilipat mula sa dami nito. Tinutukoy nito ang isang superconductor mula sa isang perpektong konduktor, kung saan, kapag ang paglaban ay bumaba sa zero, ang magnetic field induction sa volume ay dapat manatiling hindi nagbabago.

Ang kawalan ng isang magnetic field sa dami ng konduktor ay nagpapahintulot sa amin na magtapos mula sa mga pangkalahatang batas ng magnetic field na ang kasalukuyang ibabaw lamang ang umiiral dito. Ito ay pisikal na totoo at samakatuwid ay sumasakop sa ilang manipis na layer malapit sa ibabaw. Ang magnetic field ng kasalukuyang sumisira sa panlabas na magnetic field sa loob ng superconductor. Sa bagay na ito, ang superconductor ay pormal na kumikilos bilang isang perpektong diamagnet. Gayunpaman, hindi ito isang diamagnet, dahil sa loob nito, ang magnetization ay zero.

Ang Meissner effect ay unang ipinaliwanag ng magkapatid na Fritz at Heinz London. Ipinakita nila na sa isang superconductor ang magnetic field ay tumagos sa isang nakapirming lalim mula sa ibabaw - ang London depth ng pagtagos ng magnetic field λ . Para sa mga metal l~10 -2 µm.

Ang mga dalisay na sangkap kung saan ang kababalaghan ng superconductivity ay sinusunod ay hindi marami. Mas madalas, ang superconductivity ay nangyayari sa mga haluang metal. Para sa mga purong sangkap, ang buong Meissner effect ay nagaganap, habang para sa mga haluang metal ay walang kumpletong pagpapatalsik ng magnetic field mula sa volume (partial Meissner effect). Ang mga sangkap na nagpapakita ng buong epekto ng Meissner ay tinatawag superconductor ng unang uri , at ang bahagyang superconductor ng pangalawang uri .

Ang mga superconductor ng pangalawang uri sa dami ay may mga pabilog na alon na lumikha ng isang magnetic field, na, gayunpaman, ay hindi pinupuno ang buong lakas ng tunog, ngunit ipinamamahagi dito sa anyo ng mga hiwalay na mga thread. Tulad ng para sa paglaban, ito ay katumbas ng zero, tulad ng sa mga superconductor ng unang uri.

Ang paglipat ng isang sangkap sa estado ng superconducting ay sinamahan ng isang pagbabago sa mga thermal properties nito. Gayunpaman, ang pagbabagong ito ay nakasalalay sa uri ng mga superconductor na isinasaalang-alang. Kaya, para sa uri I superconductor sa kawalan ng isang magnetic field sa temperatura ng paglipat T S ang init ng transition (absorption o release) ay naglalaho, at dahil dito ay dumaranas ng pagtalon sa kapasidad ng init, na katangian ng isang phase transition ng uri ng ΙΙ. Kapag ang paglipat mula sa superconducting state sa normal na estado ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng inilapat na magnetic field, pagkatapos ay ang init ay dapat na hinihigop (halimbawa, kung ang sample ay thermally insulated, pagkatapos ay bumababa ang temperatura nito). At ito ay tumutugma sa isang phase transition ng Ι order. Para sa mga superconductors ng uri ng ΙΙ, ang paglipat mula sa superconducting patungo sa normal na estado sa ilalim ng anumang mga kondisyon ay magiging isang phase transition ng uri ng ΙΙ.

Ang kababalaghan ng pagpapatalsik ng magnetic field ay maaaring maobserbahan sa eksperimento, na tinawag na "kabaong ni Mohammed." Kung ang isang magnet ay inilagay sa ibabaw ng isang patag na superconductor, pagkatapos ay ang paglutang ay maaaring obserbahan - ang magnet ay mag-hang sa ilang distansya mula sa ibabaw nang hindi hinahawakan ito. Kahit na sa mga patlang na may induction ng pagkakasunud-sunod na 0.001 T, ang magnet ay lumilipat paitaas sa isang distansya ng pagkakasunud-sunod ng isang sentimetro. Ito ay dahil ang magnetic field ay itinulak palabas ng superconductor, kaya ang isang magnet na papalapit sa superconductor ay "makikita" ang isang magnet na may parehong polarity at eksakto ang parehong laki - na magiging sanhi ng levitation.

Ang pangalan ng eksperimentong ito - "kabaong ni Mohamed" - ay dahil sa katotohanan na, ayon sa alamat, ang kabaong na may katawan ng propetang si Mohammed ay nakabitin sa kalawakan nang walang suporta.

Ang unang teoretikal na paliwanag ng superconductivity ay ibinigay noong 1935 nina Fritz at Heinz London. Ang isang mas pangkalahatang teorya ay itinayo noong 1950 ni L.D. Landau at V.L. Ginzburg. Ito ay naging laganap at kilala bilang teorya ng Ginzburg-Landau. Gayunpaman, ang mga teoryang ito ay phenomenological sa kalikasan at hindi inihayag ang mga detalyadong mekanismo ng superconductivity. Sa unang pagkakataon, ipinaliwanag ang superconductivity sa antas ng mikroskopiko noong 1957 sa gawain ng mga Amerikanong pisiko na sina John Bardeen, Leon Cooper at John Schrieffer. Ang sentral na elemento ng kanilang teorya, na tinatawag na teorya ng BCS, ay ang tinatawag na mga pares ng mga electron ng Cooper.

Noong 1933, natuklasan ng German physicist na si Walter Fritz Meissner, kasama ang kanyang kasamahan na si Robert Ochsenfeld, ang epekto, na kalaunan ay ipinangalan sa kanya. Ang epekto ng Meissner ay nakasalalay sa katotohanan na sa panahon ng paglipat sa estado ng superconducting, mayroong isang kumpletong pag-aalis ng magnetic field mula sa dami ng konduktor. Ito ay malinaw na mapapansin sa tulong ng eksperimento, na binigyan ng pangalang "Mohammed's Coffin" (ayon sa alamat, ang kabaong ng Muslim na propetang si Mohammed ay nakabitin sa hangin nang walang pisikal na suporta). Sa artikulong ito, pag-uusapan natin ang tungkol sa Meissner Effect at ang hinaharap at kasalukuyang praktikal na mga aplikasyon nito.

Noong 1911, gumawa si Heike Kamerling-Onnes ng isang mahalagang pagtuklas - superconductivity. Pinatunayan niya na kung ang ilang mga sangkap ay pinalamig sa temperatura na 20 K, hindi nila nilalabanan ang electric current. "Pinapatahimik" ng mababang temperatura ang mga random na panginginig ng boses ng mga atomo, at ang kuryente ay hindi nakakatugon sa pagtutol.

Matapos ang pagtuklas na ito, ang isang tunay na lahi ay nagsimulang makahanap ng mga sangkap na hindi lalaban nang walang paglamig, halimbawa, sa ordinaryong temperatura ng silid. Ang nasabing superconductor ay makakapagpadala ng kuryente sa napakalaking distansya. Ang katotohanan ay ang maginoo na mga linya ng kuryente ay nawawalan ng malaking halaga ng electric current, dahil lamang sa paglaban. Samantala, ang mga physicist ay nagsasagawa ng kanilang mga eksperimento sa tulong ng mga superconductor na nagpapalamig. At isa sa mga pinakasikat na karanasan ay ang pagpapakita ng Meissner Effect. Mayroong maraming mga video sa net na nagpapakita ng epekto na ito. Nag-post kami ng isa na pinakamahusay na nagpapakita nito.

Upang ipakita ang karanasan ng pag-levitation ng magnet sa ibabaw ng superconductor, kailangan mong kumuha ng high-temperature superconducting ceramics at magnet. Ang mga keramika ay pinalamig ng nitrogen sa antas ng superconductivity. Ang isang kasalukuyang ay konektado dito at isang magnet ay inilagay sa itaas. Sa mga patlang na 0.001 T, ang magnet ay gumagalaw pataas at lumulutang sa itaas ng superconductor.

Ang epekto ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na kapag ang isang sangkap ay pumasa sa superconductivity, ang magnetic field ay itinulak palabas ng dami nito.

Paano mailalapat ang Meissner effect sa pagsasanay? Malamang, ang bawat mambabasa ng site na ito ay nakakita ng maraming pelikulang science fiction kung saan ang mga sasakyan ay nag-hover sa kalsada. Kung posible na mag-imbento ng isang sangkap na magiging isang superconductor sa isang temperatura, sabihin, hindi mas mababa sa +30, kung gayon hindi na ito magiging science fiction.

Ngunit ano ang tungkol sa mga bullet train na lumilipas din sa ibabaw ng riles. Oo, mayroon na sila. Ngunit hindi tulad ng Meissner Effect, may iba pang mga batas ng pisika sa trabaho: ang pagtanggi ng mga unipolar na panig ng mga magnet. Sa kasamaang palad, ang mataas na halaga ng mga magnet ay hindi nagpapahintulot ng malawak na pagpapakalat ng teknolohiyang ito. Sa pag-imbento ng isang superconductor na hindi kailangang palamig, ang mga lumilipad na kotse ay magiging isang katotohanan.

Samantala, ang Meissner Effect ay pinagtibay ng mga salamangkero. Nahukay namin ang isa sa mga representasyong ito para sa iyo sa net. Ipinakita ng tropa ng Exos ang mga pakulo nito. Walang magic, pisika lang.

Ang simula ng ika-20 siglo sa pisika ay maaaring tawaging panahon ng napakababang temperatura. Noong 1908, ang Dutch physicist na si Heike Kamerling-Onnes ay unang nakakuha ng likidong helium, na may temperatura na 4.2 degrees lamang sa itaas ng absolute zero. At hindi nagtagal ay naabot niya ang temperaturang mas mababa sa isang kelvin! Para sa mga tagumpay na ito, si Kamerling-Onnes ay ginawaran ng Nobel Prize noong 1913. Ngunit hindi niya hinahabol ang lahat ng mga rekord, interesado siya sa kung paano binabago ng mga sangkap ang kanilang mga katangian sa mababang temperatura - lalo na, pinag-aralan niya ang pagbabago sa paglaban ng elektrikal ng mga metal. At pagkatapos noong Abril 8, 1911, isang bagay na hindi kapani-paniwala ang nangyari: sa isang temperatura sa ibaba lamang ng kumukulong punto ng likidong helium, biglang nawala ang electrical resistance ng mercury. Hindi, hindi lang ito naging napakaliit, naging zero ito (hangga't maaari itong sukatin)! Wala sa mga teoryang umiral noong panahong iyon ang naghula ng ganito at hindi ito maipaliwanag. Nang sumunod na taon, ang isang katulad na ari-arian ay natuklasan sa lata at tingga, ang huli ay nagsasagawa ng kasalukuyang walang pagtutol at sa mga temperatura kahit na bahagyang mas mataas sa kumukulong punto ng likidong helium. At noong 1950s at 1960s, natuklasan ang mga materyales ng NbTi at Nb 3 Sn, na nakikilala sa pamamagitan ng kakayahang mapanatili ang isang superconducting state sa malalakas na magnetic field at kapag dumaloy ang mataas na alon. Sa kasamaang palad, nangangailangan pa rin sila ng paglamig na may mamahaling likidong helium.

1. Ang pagkakaroon ng pag-install ng isang "lumilipad na kotse" na may isang pagpuno ng isang superconductor, na may mga lining ng isang melamine sponge na pinapagbinhi ng likidong nitrogen at isang foil sheath, sa isang magnetic rail sa pamamagitan ng isang gasket ng isang pares ng mga kahoy na pinuno, ibuhos ang likidong nitrogen dito , "pinalamig" ang magnetic field sa superconductor.

2. Pagkatapos maghintay na lumamig ang superconductor sa temperatura sa ibaba -180°C, maingat na alisin ang mga ruler sa ilalim nito. Ang "kotse" ay stably hover, kahit na namin iposisyon ito hindi masyadong sa gitna ng rail.

Ang susunod na mahusay na pagtuklas sa larangan ng superconductivity ay naganap noong 1986: Natuklasan nina Johannes Georg Bednorz at Karl Alexander Müller na ang copper-barium-lanthanum co-oxide ay superconductive sa napakataas (kumpara sa boiling point ng liquid helium) na temperatura na 35 K. Nasa susunod na Noong 1998, sa pamamagitan ng pagpapalit ng lanthanum ng yttrium, ang superconductivity ay nakamit sa temperatura na 93 K. Siyempre, ayon sa mga pamantayan ng sambahayan, ang mga ito ay medyo mababa pa rin ang temperatura, -180 ° C, ngunit ang pangunahing bagay ay iyon sila ay nasa itaas ng threshold ng 77 K - ang kumukulong punto ng murang likidong nitrogen. Bilang karagdagan sa kritikal na temperatura, na napakalaki ng mga pamantayan ng mga ordinaryong superconductor, ang hindi pangkaraniwang mataas na mga halaga ng kritikal na magnetic field at kasalukuyang density ay makakamit para sa YBa2Cu3O7-x (0 ≤ x ≤ 0.65) at isang bilang ng iba pang mga cuprates. Ang ganitong kahanga-hangang kumbinasyon ng mga parameter ay hindi lamang pinapayagan ang isang mas malawak na paggamit ng mga superconductor sa teknolohiya, ngunit ginawa rin posible ang maraming mga kawili-wili at kamangha-manghang mga eksperimento na maaaring gawin kahit na sa bahay.

Hindi namin natukoy ang anumang pagbaba ng boltahe kapag nagpapasa ng kasalukuyang higit sa 5 A sa superconductor, na nagpapahiwatig ng zero electrical resistance. Well, hindi bababa sa tungkol sa paglaban na mas mababa sa 20 μOhm - ang minimum na maaaring maayos ng aming device.

Alin ang pipiliin

Una kailangan mong makakuha ng angkop na superconductor. Ang mga natuklasan ng mataas na temperatura na superconductivity ay naghurno ng isang halo ng mga oxide sa isang espesyal na oven, ngunit para sa mga simpleng eksperimento, inirerekumenda namin ang pagbili ng mga handa na superconductor. Available ang mga ito sa anyo ng polycrystalline ceramics, textured ceramics, una at pangalawang henerasyon na superconducting tape. Ang polycrystalline ceramics ay mura, ngunit ang kanilang mga parameter ay malayo sa record-breaking: ang maliliit na magnetic field at mga alon ay maaaring sirain ang superconductivity. Ang mga tape ng unang henerasyon ay hindi rin namangha sa kanilang mga parameter. Ang texture na ceramic ay isang ganap na naiibang bagay, mayroon itong pinakamahusay na mga katangian. Ngunit para sa mga karanasan sa paglilibang, ito ay hindi maginhawa, marupok, bumababa sa paglipas ng panahon, at higit sa lahat, medyo mahirap hanapin ito sa libreng merkado. Ngunit ang mga tape ng ikalawang henerasyon ay naging isang perpektong opsyon para sa maximum na bilang ng mga visual na eksperimento. Apat na kumpanya lamang sa mundo ang makakagawa ng high-tech na produktong ito, kabilang ang Russian SuperOx. At, kung ano ang napakahalaga, handa silang ibenta ang kanilang mga teyp, na ginawa batay sa GdBa2Cu3O7-x, sa mga dami mula sa isang metro, na sapat lamang upang magsagawa ng mga demonstrative na siyentipikong eksperimento.

Ang pangalawang henerasyong superconducting tape ay may kumplikadong istraktura ng maraming mga layer para sa iba't ibang layunin. Ang kapal ng ilang mga layer ay sinusukat sa nanometer, kaya ito ay tunay na nanotechnology.

Katumbas ng zero

Ang aming unang karanasan ay ang pagsukat ng paglaban ng isang superconductor. Zero ba talaga? Walang kabuluhan na sukatin ito gamit ang isang ordinaryong ohmmeter: magpapakita ito ng zero kahit na konektado sa isang tansong wire. Ang ganitong maliliit na resistensya ay sinusukat nang iba: ang isang malaking kasalukuyang ay dumaan sa konduktor at ang boltahe ay bumababa sa kabuuan nito ay sinusukat. Bilang isang kasalukuyang mapagkukunan, kumuha kami ng isang ordinaryong alkaline na baterya, na, kapag short-circuited, ay nagbibigay ng humigit-kumulang 5 A. Sa temperatura ng kuwarto, parehong isang metro ng superconducting tape at isang metro ng tansong wire ay nagpapakita ng paglaban ng ilang daan ng isang ohm. Pinalamig namin ang mga konduktor na may likidong nitrogen at agad na naobserbahan ang isang kawili-wiling epekto: kahit na bago namin simulan ang kasalukuyang, ang voltmeter ay nagpakita na ng mga 1 mV. Tila, ito ay isang thermo-EMF, dahil sa aming circuit mayroong maraming iba't ibang mga metal (tanso, panghinang, bakal na "buwaya") at mga patak ng temperatura ng daan-daang degree (ibawas ang boltahe na ito sa karagdagang mga sukat).

Ang isang manipis na disk magnet ay mahusay para sa paglikha ng isang levitating platform sa ibabaw ng isang superconductor. Sa kaso ng isang snowflake superconductor, ito ay madaling "pinindot" sa isang pahalang na posisyon, at sa kaso ng isang parisukat na superconductor, dapat itong "frozen in".

At ngayon ay ipinapasa namin ang kasalukuyang sa pamamagitan ng pinalamig na tanso: ang parehong kawad ay nagpapakita ng paglaban na nasa ika-1000 lamang ng isang oum. Ngunit ano ang tungkol sa superconducting tape? Ikinonekta namin ang baterya, ang karayom ​​ng ammeter ay agad na sumugod sa kabaligtaran na gilid ng sukat, ngunit hindi binabago ng voltmeter ang mga pagbabasa nito kahit na sa ikasampu ng isang millivolt. Ang paglaban ng tape sa likidong nitrogen ay eksaktong zero.

Ang takip ng isang limang-litrong bote ng tubig ay gumana nang maayos bilang isang cuvette para sa superconducting assembly na hugis snowflake. Ang isang piraso ng melamine sponge ay dapat gamitin bilang isang heat-insulating stand sa ilalim ng takip. Kinakailangan na magdagdag ng nitrogen nang hindi hihigit sa isang beses bawat sampung minuto.

Mga sasakyang panghimpapawid

Ngayon ay lumipat tayo sa pakikipag-ugnayan ng isang superconductor at isang magnetic field. Ang mga maliliit na patlang ay karaniwang itinutulak palabas ng superconductor, habang ang mga mas malakas ay tumagos dito hindi sa isang tuluy-tuloy na stream, ngunit sa anyo ng mga hiwalay na "jet". Bilang karagdagan, kung ililipat natin ang isang magnet malapit sa isang superconductor, kung gayon ang mga alon ay sapilitan sa huli, at ang kanilang larangan ay may posibilidad na ibalik ang magnet. Ang lahat ng ito ay gumagawa ng superconducting o, bilang ito ay tinatawag ding, quantum levitation posible: isang magnet o superconductor ay maaaring mag-hang sa hangin, stably hawak ng isang magnetic field. Para ma-verify ito, sapat na ang isang maliit na rare earth magnet at isang piraso ng superconducting tape. Kung mayroon kang hindi bababa sa isang metro ng tape at mas malalaking neodymium magnets (ginamit namin ang isang 40 x 5 mm na disc at isang 25 x 25 mm na silindro), kung gayon maaari mong gawin ang paglutang na ito na napakaganda sa pamamagitan ng pag-aangat ng karagdagang timbang sa hangin.

Una sa lahat, kailangan mong i-cut ang tape sa mga piraso at i-fasten ang mga ito sa isang bag na may sapat na lugar at kapal. Maaari mo ring i-fasten ang mga ito gamit ang superglue, ngunit hindi ito masyadong maaasahan, kaya mas mahusay na maghinang ang mga ito gamit ang isang ordinaryong low-power na panghinang na may ordinaryong tin-lead na panghinang. Batay sa mga resulta ng aming mga eksperimento, dalawang opsyon sa package ang maaaring irekomenda. Ang una ay isang parisukat na may gilid ng tatlong lapad ng tape (36 x 36 mm) ng walong layer, kung saan sa bawat kasunod na layer ang mga tape ay inilatag patayo sa mga tape ng nakaraang layer. Ang pangalawa ay isang eight-ray na "snowflake" ng 24 na piraso ng tape na 40 mm ang haba, na nakasalansan sa ibabaw ng bawat isa upang ang bawat susunod na piraso ay paikutin ng 45 degrees na may kaugnayan sa nauna at tumatawid ito sa gitna. Ang unang opsyon ay medyo mas madaling gawin, mas compact at mas malakas, ngunit ang pangalawa ay nagbibigay ng mas mahusay na pagpapapanatag ng magnet at matipid na pagkonsumo ng nitrogen dahil sa pagsipsip nito sa malawak na mga puwang sa pagitan ng mga sheet.

Ang isang superconductor ay maaaring mag-hang hindi lamang sa itaas ng isang magnet, kundi pati na rin sa ibaba nito, at sa katunayan sa anumang posisyon na may kaugnayan sa magnet. Pati na rin ang magnet ay hindi kailangang mag-hang nang eksakto sa itaas ng superconductor.

Sa pamamagitan ng paraan, ang pagpapapanatag ay dapat na banggitin nang hiwalay. Kung nag-freeze ka ng isang superconductor, at pagkatapos ay magdala lamang ng magnet dito, kung gayon ang magnet ay hindi mag-hang - ito ay mahuhulog mula sa superconductor. Upang patatagin ang magnet, kailangan nating pilitin ang field sa superconductor. Magagawa ito sa dalawang paraan: "pagyeyelo" at "pagpindot". Sa unang kaso, naglalagay kami ng magnet sa isang mainit na superconductor sa isang espesyal na suporta, pagkatapos ay ibuhos ang likidong nitrogen at alisin ang suporta. Ang pamamaraang ito ay mahusay na gumagana sa "parisukat", gagana rin ito para sa mga single-crystal ceramics, kung mahahanap mo ito. Gamit ang "snowflake" na paraan ay gumagana din, kahit na medyo mas masahol pa. Ipinapalagay ng pangalawang paraan na pinipilit mo ang magnet na palapit sa lumalamig na superconductor hanggang sa makuha nito ang field. Sa isang kristal ng keramika, ang pamamaraang ito ay halos hindi gumagana: masyadong maraming pagsisikap ang kailangan. Ngunit sa aming "snowflake" ito ay mahusay na gumagana, na nagbibigay-daan sa iyong matatag na ibitin ang magnet sa iba't ibang mga posisyon (na may "parisukat" din, ngunit ang posisyon ng magnet ay hindi maaaring gawing arbitrary).

Upang makita ang quantum levitation, kahit isang maliit na piraso ng superconducting tape ay sapat na. Totoo, isang maliit na magnet lamang ang maaaring itago sa hangin at sa mababang altitude.

Libreng Float

At ngayon ang magnet ay nakabitin na ng isa at kalahating sentimetro sa itaas ng superconductor, na naaalala ang ikatlong batas ni Clarke: "Anumang sapat na advanced na teknolohiya ay hindi makilala sa magic." Bakit hindi gawing mas mahiwaga ang larawan sa pamamagitan ng paglalagay ng kandila sa magnet? Perpektong opsyon para sa isang romantikong quantum mechanical dinner! Totoo, may ilang bagay na dapat isaalang-alang. Una, ang mga kandila sa isang manggas na metal ay may posibilidad na dumudulas sa gilid ng magnet disk. Upang mapupuksa ang problemang ito, maaari kang gumamit ng candlestick-stand sa anyo ng isang mahabang turnilyo. Ang pangalawang problema ay ang pagkulo ng nitrogen. Kung susubukan mong idagdag ito nang ganoon, kung gayon ang singaw na nagmumula sa thermos ay pinapatay ang kandila, kaya mas mahusay na gumamit ng isang malawak na funnel.

Ang isang walong-layer na pakete ng mga superconducting tape ay madaling humawak ng napakalaking magnet sa taas na 1 cm o higit pa. Ang pagpapataas ng kapal ng pakete ay tataas ang natitira na masa at flight altitude. Ngunit sa itaas ng ilang sentimetro, ang magnet sa anumang kaso ay hindi tataas.

Sa pamamagitan ng paraan, saan eksaktong magdagdag ng nitrogen? Sa anong lalagyan dapat ilagay ang superconductor? Dalawang pagpipilian ang naging pinakamadali: isang cuvette na gawa sa foil na nakatiklop sa ilang mga layer at, sa kaso ng isang "snowflake", isang takip mula sa isang limang-litro na bote ng tubig. Sa parehong mga kaso, ang lalagyan ay inilalagay sa isang piraso ng melamine sponge. Ang espongha na ito ay ibinebenta sa mga supermarket at idinisenyo para sa paglilinis, ito ay isang mahusay na thermal insulator na ganap na makatiis sa mga cryogenic na temperatura.

Sa pangkalahatan, ang likidong nitrogen ay medyo ligtas, ngunit kailangan mo pa ring mag-ingat kapag ginagamit ito. Napakahalaga din na huwag isara ang mga lalagyan kasama nito nang hermetically, kung hindi, ang pagsingaw ay tataas ang presyon sa kanila at maaari silang sumabog! Ang likidong nitrogen ay maaaring itago at dalhin sa ordinaryong bakal na thermoses. Sa aming karanasan, ito ay tumatagal ng hindi bababa sa dalawang araw sa isang dalawang-litro na termos, at mas matagal pa sa isang tatlong-litrong termos. Para sa isang araw ng mga eksperimento sa bahay, depende sa kanilang intensity, ito ay tumatagal mula sa isa hanggang tatlong litro ng likidong nitrogen. Ito ay mura - mga 30-50 rubles bawat litro.

Sa wakas, nagpasya kaming mag-assemble ng rail ng mga magnet at maglunsad ng "lumilipad na kotse" kasama nito na may superconductor filling, na may mga lining ng melanin sponge na binasa sa likidong nitrogen at isang foil shell. Walang problema sa tuwid na riles: sa pamamagitan ng pagkuha ng 20 x 10 x 5 mm na magnet at paglalagay sa kanila sa isang sheet ng bakal tulad ng mga brick sa isang pader (pahalang na pader, dahil kailangan natin ng pahalang na direksyon ng magnetic field), madali ito. upang mag-ipon ng isang riles ng anumang haba. Kinakailangan lamang na lubricate ang mga dulo ng mga magnet na may pandikit upang hindi sila magkahiwalay, ngunit manatiling mahigpit na naka-compress, nang walang mga puwang. Ang isang superconductor ay dumudulas sa naturang riles nang walang anumang alitan. Ito ay mas kawili-wiling upang tipunin ang riles sa anyo ng isang singsing. Sa kasamaang palad, dito ay hindi magagawa ng isang tao nang walang mga puwang sa pagitan ng mga magnet, at sa bawat puwang ang superconductor ay bumagal nang kaunti ... Gayunpaman, ang isang mahusay na pagtulak ay sapat na para sa isang pares ng mga lap. Kung nais mo, maaari mong subukang gilingin ang mga magnet at gumawa ng isang espesyal na gabay para sa kanilang pag-install - pagkatapos ay posible rin ang isang annular rail na walang mga joints.

Ipinapahayag ng mga editor ang kanilang pasasalamat sa kumpanya ng SuperOx at personal sa pinuno nito na si Andrei Petrovich Vavilov para sa mga superconductor na ibinigay, pati na rin sa neodim.org online na tindahan para sa mga magnet na ibinigay.

Isang magnet sa isang superconducting cup na binuhusan ng liquid nitrogen na lumulutang tulad ng Mahomet's Coffin...

Ang maalamat na "Coffin of Mohammed" ay umaangkop sa "siyentipikong" larawan ng mundo noong 1933 bilang "Meissner Effect": na matatagpuan sa itaas ng superconductor, ang magnet ay tumataas at nagsisimulang lumutang. siyentipikong katotohanan. At ang "larawang pang-agham" (iyon ay, ang mito ng mga nagpapaliwanag ng mga siyentipikong katotohanan) ay ang mga sumusunod: "isang pare-pareho, hindi masyadong malakas na magnetic field ay itinulak mula sa isang superconducting sample" - at ang lahat ay agad na naging malinaw at naiintindihan. Ngunit ang mga gumagawa ng kanilang sariling larawan ng mundo ay hindi ipinagbabawal na isipin na sila ay nakikitungo sa levitation. Sino ang may gusto kung ano. Siyanga pala, ang mga hindi nabubulagan ng “scientific picture of the world” ay mas produktibo sa science. Ito ang pag-uusapan natin ngayon.

At ang kaso ay ang Diyos, ang imbentor ...

Sa pangkalahatan, hindi madaling obserbahan ang "Meissner-Mohammed effect": kinakailangan ang likidong helium. Ngunit noong Setyembre 1986, nang iniulat ni G. Bednorz at A. Muller na ang mataas na temperatura na superconductivity ay posible sa mga ceramic sample batay sa Ba-La-Cu-O. Ito ay ganap na sumasalungat sa "pang-agham na larawan ng mundo" at ang mga lalaki ay mabilis na maalis dito, ngunit ito ay ang "Kabaong ni Mohammed" na tumulong: ang kababalaghan ng superconductivity ay maaari na ngayong malayang maipakita sa sinuman at saanman, at kaya ang lahat ng iba pang mga paliwanag ng "siyentipikong larawan ng mundo" ay sumasalungat nang higit pa , pagkatapos ay mabilis na nakilala ang superconductivity sa mataas na temperatura, at ang mga taong ito ay tumanggap ng kanilang Nobel Prize sa mismong susunod na taon! - Ihambing sa tagapagtatag ng teorya ng superconductivity - Pyotr Kapitsa, na natuklasan ang superconductivity limampung taon na ang nakalilipas, at tumanggap ng Nobel Prize lamang ng walong taon na mas maaga kaysa sa mga taong ito ...

Bago magpatuloy, tingnan ang levitation ni Mohammed-Meissner sa sumusunod na video.

Bago ang simula ng eksperimento, isang superconductor na gawa sa mga espesyal na keramika ( YBa 2 Cu 3 O 7-x) ay pinalamig sa pamamagitan ng pagbuhos ng likidong nitrogen dito upang makuha nito ang mga "magic" na katangian nito.

Noong 1992, sa Unibersidad ng Tampere (Finland), ang siyentipikong Ruso na si Evgeny Podkletnov ay nagsagawa ng pananaliksik sa mga katangian ng screening na may superconducting ceramics ng iba't ibang mga electromagnetic field. Gayunpaman, sa panahon ng mga eksperimento, hindi sinasadya, natuklasan ang isang epekto na hindi umaangkop sa balangkas ng klasikal na pisika. Tinawag ito ni Podkletnov na "gravity screening" at, kasama ang isang co-author, ay naglathala ng isang paunang ulat.

Pinaikot ni Podkletnov ang isang "frostbitten" superconducting disk sa isang electromagnetic field. At pagkatapos ay isang araw, isang tao sa laboratoryo ang nagsindi ng tubo at ang usok na nahulog sa lugar sa itaas ng umiikot na disk ay biglang umakyat! Yung. usok, sa ibabaw ng disc ay pumapayat! Ang mga sukat sa mga bagay na gawa sa iba pang mga materyales ay nakumpirma ang haka-haka, hindi patayo, ngunit sa pangkalahatan ay kabaligtaran sa "siyentipikong larawan ng mundo": ito ay naging posible na protektahan ang sarili mula sa "lahat-matalim" na puwersa ng unibersal na grabitasyon!
Ngunit, sa kaibahan sa visual effect ng Meissner-Mohammed dito, ang visibility ay mas mababa: ang pagbaba ng timbang ay isang maximum ng tungkol sa 2%.

Ang ulat sa eksperimento ay nakumpleto ni Evgeny Podkletnov noong Enero 1995 at ipinadala kay D. Modanese, na humiling sa kanya na ibigay ang pangalan na kinakailangan para sa pagsipi sa kanyang gawaing "Theoretical analysis ..." ng Los Alamos preprint library na lumitaw noong Mayo (hep-th / 9505094) at ang nangungunang teoretikal na batayan para sa mga eksperimento. Ito ay kung paano lumitaw ang MSU identifier - chem 95 (o sa transkripsyon ng Moscow State University - chemistry 95).

Ang artikulo ni Podkletnov ay tinanggihan ng ilang siyentipikong journal hanggang, sa wakas, ito ay tinanggap para sa publikasyon (noong Oktubre 1995) sa prestihiyosong Journal of Applied Physics, na inilathala sa England (The Journal of Physics-D: Applied Physics, isang publikasyon ng England's Institute Physics ). Tila ang pagtuklas ay malapit nang ma-secure, kung hindi pagkilala, at hindi bababa sa interes ng siyentipikong mundo. Gayunpaman, hindi ito gumana sa ganoong paraan.

Ang unang artikulo ay inilathala ng mga publikasyong malayo sa agham, na hindi nagmamasid sa kadalisayan ng "pang-agham na larawan ng mundo" - ngayon ay magsusulat sila tungkol sa mga berdeng lalaki at lumilipad na mga platito, at bukas tungkol sa antigravity - ito ay magiging kawili-wili sa mambabasa, hindi mahalaga kung ito ay magkasya o hindi magkasya sa "siyentipikong" larawan ng mundo.
Isang kinatawan ng Unibersidad ng Tampere ang nagsabi na ang mga isyu sa anti-gravity ay hindi napag-usapan sa loob ng mga pader ng institusyong ito. Ang mga kapwa may-akda ng artikulong sina Levit at Vuorinen, na nagbigay ng teknikal na suporta, na natatakot sa isang iskandalo, ay tinanggihan ang mga tagumpay ng mga natuklasan, at si Evgeny Podkletnov ay napilitang tanggalin ang inihandang teksto sa journal.

Gayunpaman, nanalo ang pagkamausisa ng mga siyentipiko. Noong 1997, inulit ng isang koponan ng NASA sa Huntsville, Alabama, ang eksperimento sa Podkletny gamit ang kanilang setup. Ang isang static na pagsubok (nang walang pag-ikot ng HTSC disk) ay hindi nakumpirma ang epekto ng gravity screening.

Gayunpaman, hindi ito maaaring maging kung hindi man: Ang naunang nabanggit na Italian theoretical physicist na si Giovanni Modanese, sa kanyang ulat na ipinakita noong Oktubre 1997 sa ika-48 na Kongreso ng IAF (International Federation of Astronautics), na ginanap sa Turin, nabanggit, na sinusuportahan ng teorya, ang pangangailangan na gumamit ng dalawang-layer na ceramic na HTSC disk upang makuha ang epekto na may iba't ibang kritikal na temperatura ng mga layer (Gayunpaman, isinulat din ni Podkletnov ang tungkol dito). Ang gawaing ito ay higit pang binuo sa artikulong "Gravitational Anomalies ng HTC superconductor: isang 1999 Theoretical Status Report.". Sa pamamagitan ng paraan, ang isang kawili-wiling konklusyon ay ipinakita din doon, tungkol sa imposibilidad ng pagbuo ng sasakyang panghimpapawid gamit ang epekto ng "gravity shielding", kahit na ang teoretikal na posibilidad ng pagbuo ng mga gravity elevator - "mga lift

Di-nagtagal, natuklasan ng mga siyentipikong Tsino ang mga pagkakaiba-iba ng gravity. sa kurso ng pagsukat ng pagbabago sa gravity sa panahon ng kabuuang solar eclipse, napakaliit, ngunit hindi direkta, nagpapatunay sa posibilidad ng "pag-screen ng gravity". Ganito nagsimulang magbago ang "siyentipikong" larawan ng mundo; lumikha ng bagong mito.

Sa pag-iisip na ito, ang mga sumusunod na katanungan ay nagkakahalaga ng pagtatanong:
- at nasaan ang mga kilalang "pang-agham na hula" - bakit hindi hinulaan ng agham ang anti-gravity effect?
- Bakit si Chance ang magpapasya sa lahat? Bukod dito, armado ng isang siyentipikong larawan ng mundo, ang mga siyentipiko, kahit na sila ay ngumunguya at ilagay sa kanilang mga bibig, ay hindi maaaring ulitin ang eksperimento? Anong uri ng kaso ito, na pumapasok sa isang ulo, at hindi maaaring martilyo sa isa pa?

Ang mga mandirigma ng Russia laban sa pseudoscience ay mas biglang nakilala ang kanilang sarili, na sa ating bansa hanggang sa katapusan ng kanyang mga araw ay pinamunuan ng militanteng materyalista na si Yevgeny Ginzburg. Propesor mula sa Institute of Physical Problems. P.L. Sinabi ni Kapitsa RAS Maxim Kagan:
Ang mga eksperimento ni Podklenov ay mukhang kakaiba. Sa dalawang kamakailang internasyonal na kumperensya sa superconductivity sa Boston (USA) at Dresden (Germany), kung saan ako nakibahagi, ang kanyang mga eksperimento ay hindi napag-usapan. Hindi ito malawak na kilala sa mga espesyalista. Ang mga equation ni Einstein, sa prinsipyo, ay nagpapahintulot sa interaksyon ng mga electromagnetic at gravitational field. Ngunit upang ang gayong pakikipag-ugnayan ay maging kapansin-pansin, ang napakalaking electromagnetic na enerhiya ay kailangan, na maihahambing sa enerhiya ng pahinga ni Einstein. Kailangan namin ng mga de-kuryenteng agos ng maraming mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mga naaabot sa modernong mga kondisyon ng laboratoryo. Samakatuwid, wala kaming tunay na posibilidad na pang-eksperimentong baguhin ang pakikipag-ugnayan ng gravitational.
- Paano ang NASA?
-Maraming pera ang NASA para sa R&D. Sinusubukan nila ang maraming mga ideya. Sinusuri pa nila ang mga ideya na napaka-duda, ngunit kaakit-akit sa isang malawak na madla ... Pinag-aaralan namin ang mga tunay na katangian ng mga superconductor ....»

- Kaya narito: kami ay mga realista-materyalista, at doon ang mga semi-literate na Amerikano ay maaaring magtapon ng pera sa kanan at kaliwa upang pasayahin ang mga mahilig sa okulto at iba pang pseudoscience, ito, sabi nila, ay kanilang negosyo.

Ang mga nagnanais ay maaaring matuto nang higit pa tungkol sa trabaho.

Podkletnov-Modanese anti-gravity gun

Schematic ng "Anti-Gravity Gun"

Niyurakan niya nang buo ang mga makatotohanang kababayan na si Podkletnov. Kasama ang theorist na si Modanese, lumikha siya, sa makasagisag na pagsasalita, isang anti-gravity gun.

Sa paunang salita sa publikasyon, isinulat ni Podkletnov ang sumusunod: "Hindi ako nag-publish ng mga gawa sa gravity sa Russian, upang hindi mapahiya ang aking mga kasamahan at ang administrasyon. Mayroong sapat na iba pang mga problema sa ating bansa, at walang interesado sa agham. Malayang magagamit mo ang teksto ng aking mga publikasyon sa isang karampatang pagsasalin ...
Mangyaring huwag iugnay ang mga gawaing ito sa mga lumilipad na platito at dayuhan, hindi dahil wala sila, ngunit dahil ito ay nagdudulot ng ngiti at walang gustong tustusan ang mga nakakatawang proyekto. Ang aking trabaho sa gravity ay napakaseryosong pisika at maingat na isinagawa ang mga eksperimento. Gumaganap kami nang may posibilidad na baguhin ang lokal na larangan ng gravitational batay sa teorya ng pagbabagu-bago ng enerhiya ng vacuum at ang teorya ng quantum gravity».

At sa gayon, ang gawain ni Podkletnov, hindi katulad ng Russian know-it-alls, ay hindi mukhang nakakatawa, halimbawa, sa kumpanya ng Boeing, na naglunsad ng malawak na pananaliksik sa paksang "nakakatawa".

At Podkletnov at Modanese lumikha ng isang device na nagbibigay-daan sa iyong kontrolin ang gravity, mas tiyak - antigravity . (Ang ulat sa website ng Los Alamos Laboratory ay makukuha). " Ang kinokontrol na gravitational impulse" ay nagpapahintulot sa iyo na magbigay ng isang panandaliang epekto ng pagkabigla sa anumang mga bagay sa layo na sampu at daan-daang kilometro, na ginagawang posible na lumikha ng mga bagong sistema para sa paglipat sa espasyo, mga sistema ng komunikasyon, atbp.» . Sa teksto ng artikulo, hindi ito maliwanag, ngunit dapat mong bigyang pansin ang katotohanan na ang salpok na ito ay nagtataboy sa halip na umaakit ng mga bagay. Tila, ibinigay na ang terminong "gravity shielding" ay hindi angkop sa kasong ito, tanging ang katotohanang iyon ang salitang "antigravity" ay "bawal" para sa agham, pinipilit ang mga may-akda na iwasang gamitin ito sa teksto.

Sa layo na 6 hanggang 150 metro mula sa pag-install, sa isa pang gusali, pagsukat

Vacuum flask na may pendulum

mga device na ordinaryong pendulum sa mga vacuum flasks.

Iba't ibang mga materyales ang ginamit upang gumawa ng mga pendulum sphere: metal, salamin, keramika, kahoy, goma, plastik. Ang pag-install ay nahiwalay mula sa mga instrumento sa pagsukat na matatagpuan sa layo na 6 m sa pamamagitan ng isang 30 cm na pader ng ladrilyo at isang bakal na sheet na 1x1.2x0.025 m. Ang mga sistema ng pagsukat na matatagpuan sa layo na 150 m ay karagdagang nakapaloob sa isang brick wall na 0.8 m kapal. hindi hihigit sa limang pendulum na matatagpuan sa parehong linya ang ginamit. Nagtugma ang lahat ng kanilang mga patotoo.
Ang isang condenser microphone ay ginamit upang makilala ang gravitational pulse - lalo na ang frequency spectrum nito. Ang mikropono ay konektado sa isang computer at nasa isang plastic spherical box na puno ng porous na goma. Ito ay inilagay sa kahabaan ng linya ng pagpuntirya pagkatapos ng mga silindro ng salamin at may posibilidad ng iba't ibang mga oryentasyon sa direksyon ng discharge axis.
Inilunsad ng salpok ang pendulum, na sinusunod nang biswal. Ang oras ng pagkaantala ng simula ng mga oscillations ng pendulum ay napakaliit at hindi nasusukat. Pagkatapos ay unti-unting kumupas ang mga natural na oscillations. Sa teknikal na paraan, posibleng ihambing ang signal mula sa discharge at ang tugon na natanggap mula sa mikropono, na may karaniwang pag-uugali ng isang perpektong pulso:
Dapat pansinin na walang signal ang nakita sa labas ng lugar ng paningin at tila ang "beam of power" ay may mahusay na tinukoy na mga hangganan.

Ang pag-asa ng lakas ng pulso (ang anggulo ng pagpapalihis ng pendulum) ay natagpuan hindi lamang sa boltahe ng paglabas, kundi pati na rin sa uri ng emitter.

Ang temperatura ng mga pendulum ay hindi nagbago sa panahon ng mga eksperimento. Ang puwersa na kumikilos sa mga pendulum ay hindi nakasalalay sa materyal at proporsyonal lamang sa masa ng sample (sa eksperimento mula 10 hanggang 50 gramo). Ang mga pendulum ng iba't ibang masa ay nagpakita ng pantay na pagpapalihis sa pare-pareho ang boltahe. Ito ay napatunayan ng isang malaking bilang ng mga sukat. Ang mga paglihis sa lakas ng gravitational impulse ay natagpuan din sa loob ng projection area ng emitter. Ang mga paglihis na ito (hanggang sa 12-15%) ay iniuugnay ng mga may-akda sa mga posibleng inhomogeneities ng emitter.

Ang mga sukat ng impulse, sa hanay na 3-6 m, 150 m (at 1200 m) mula sa pang-eksperimentong setup, ay nagbigay ng magkaparehong mga resulta, sa loob ng mga eksperimentong error. Dahil ang mga punto ng pagsukat na ito, bukod sa hangin, ay pinaghihiwalay din ng isang makapal na pader ng ladrilyo, maaari itong ipalagay na ang gravity impulse ay hindi hinihigop ng daluyan (o ang mga pagkalugi ay hindi gaanong mahalaga). Ang mekanikal na enerhiya na "nasisipsip" ng bawat pendulum ay nakasalalay sa boltahe ng paglabas. Ang hindi direktang katibayan na ang naobserbahang epekto ay may likas na gravitational ay ang itinatag na katotohanan ng hindi kahusayan ng electromagnetic shielding. Sa gravitational effect, ang acceleration ng anumang katawan na nakakaranas ng pabigla-bigla na aksyon ay dapat, sa prinsipyo, ay independyente sa masa ng katawan.

P.S.

Ako ay isang may pag-aalinlangan at hindi talaga naniniwala na posible ito. Ang katotohanan ay mayroong ganap na katawa-tawa na mga paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, kabilang ang sa mga journal sa pisika, tulad ng mayroon silang mga nabuong kalamnan sa likod. Bakit hindi puwitan?!

At tulad nito: ang kumpanya ng Boeing ay naglunsad ng malawak na pananaliksik tungkol sa "katawa-tawa" na paksang ito ... At nakakatuwa ba ngayon na isipin na ang isang tao ay magkakaroon ng gravitational weapon na may kakayahang, halimbawa, gumawa ng lindol .

Ngunit ano ang tungkol sa agham? Panahon na upang maunawaan: ang agham ay hindi nag-iimbento o nakatuklas ng anuman. Ang mga tao ay nakatuklas at nag-imbento, nakatuklas ng mga bagong phenomena, nakatuklas ng mga bagong pattern, at ito ay nagiging isang agham, gamit kung saan ang ibang mga tao ay maaaring gumawa ng mga hula, ngunit sa loob lamang ng balangkas ng mga modelong iyon at ang mga kondisyon kung saan ang mga bukas na modelo ay tama, ngunit higit pa ang mga modelong ito ay hindi magagawa ng agham mismo.

Halimbawa, ano ang mas mahusay kaysa sa "siyentipikong larawan ng mundo", ang isa na sa simula, kaysa sa isa na sinimulan nilang gamitin nang maglaon? Oo, kaginhawaan lamang, ngunit ano ang kaugnayan ng dalawa sa katotohanan? Pareho! At kung pinatunayan ni Carnot ang mga limitasyon ng kahusayan ng isang heat engine gamit ang konsepto ng caloric, kung gayon, ang "larawan ng mundo" na ito ay hindi mas masahol kaysa sa isa na ito ay mga bola-molekula na kumakatok sa mga dingding ng isang silindro. Bakit mas mahusay ang isang modelo kaysa sa isa pa? Wala! Ang bawat modelo ay tama sa ilang kahulugan, sa loob ng ilang mga limitasyon.

Ang tanong para sa agham ay nasa agenda: upang ipaliwanag kung paano ang mga yogis, na nakaupo sa kanilang asno, tumalon ng kalahating metro?!

GD Star Rating
isang WordPress rating system

kabaong ni Mahomet, 5.0 sa 5 batay sa 2 rating

Kapag ang isang superconductor ay pinalamig sa isang panlabas na pare-pareho ang magnetic field, sa sandali ng paglipat sa superconducting estado, ang magnetic field ay ganap na displaced mula sa dami nito. Tinutukoy nito ang isang superconductor mula sa isang perpektong konduktor, kung saan, kapag ang paglaban ay bumaba sa zero, ang magnetic field induction sa volume ay dapat manatiling hindi nagbabago.

Ang kawalan ng isang magnetic field sa dami ng konduktor ay nagpapahintulot sa amin na magtapos mula sa mga pangkalahatang batas ng magnetic field na ang kasalukuyang ibabaw lamang ang umiiral dito. Ito ay pisikal na totoo at samakatuwid ay sumasakop sa ilang manipis na layer malapit sa ibabaw. Ang magnetic field ng kasalukuyang sumisira sa panlabas na magnetic field sa loob ng superconductor. Sa bagay na ito, ang superconductor ay pormal na kumikilos bilang isang perpektong diamagnet. Gayunpaman, ito ay hindi isang diamagnet, dahil ang magnetization sa loob nito ay zero.

Ang epekto ng Meissner ay hindi maipaliwanag sa pamamagitan lamang ng walang katapusang kondaktibiti. Sa unang pagkakataon, ang kalikasan nito ay ipinaliwanag ng magkapatid na Fritz at Heinz London gamit ang London equation. Ipinakita nila na sa isang superconductor ang field ay tumagos sa isang nakapirming lalim mula sa ibabaw - ang London depth ng pagtagos ng magnetic field λ (\displaystyle \lambda ). Para sa mga metal λ ∼ 10 − 2 (\displaystyle \lambda \sim 10^(-2))µm.

Uri I at II superconductor

Ang mga dalisay na sangkap kung saan ang kababalaghan ng superconductivity ay sinusunod ay hindi marami. Mas madalas, ang superconductivity ay nangyayari sa mga haluang metal. Para sa mga purong sangkap, ang buong Meissner effect ay nagaganap, habang para sa mga haluang metal ay walang kumpletong pagpapatalsik ng magnetic field mula sa volume (partial Meissner effect). Ang mga sangkap na nagpapakita ng buong Meissner effect ay tinatawag na type I superconductor, at ang mga partial ay tinatawag na type II superconductor. Gayunpaman, nararapat na tandaan na sa mababang magnetic field ang lahat ng mga uri ng superconductor ay nagpapakita ng buong epekto ng Meissner.

Ang mga superconductor ng pangalawang uri sa dami ay may mga pabilog na alon na lumikha ng isang magnetic field, na, gayunpaman, ay hindi pinupuno ang buong dami, ngunit ipinamamahagi dito sa anyo ng mga hiwalay na mga thread ng Abrikosov vortices. Tulad ng para sa paglaban, ito ay katumbas ng zero, tulad ng sa mga superconductor ng unang uri, kahit na ang paggalaw ng mga vortices sa ilalim ng pagkilos ng kasalukuyang kasalukuyang lumilikha ng epektibong pagtutol sa anyo ng mga dissipative na pagkalugi para sa paggalaw ng magnetic flux sa loob ng superconductor, na iniiwasan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga depekto sa istraktura ng superconductor - mga sentro ng pag-pin, kung saan ang mga vortices ay "kumakapit".

"Kabaong ni Mohammed"

"Mahomet's Coffin" - isang eksperimento na nagpapakita ng Meissner effect sa mga superconductor.

pinagmulan ng pangalan

Ayon sa alamat, ang kabaong na may katawan ng propetang si Mohammed ay nakabitin sa kalawakan nang walang anumang suporta, kaya ang eksperimentong ito ay tinatawag na "Coffin of Mohammed."

Pahayag ng karanasan

Ang superconductivity ay umiiral lamang sa mababang temperatura (sa HTSC ceramics - sa mga temperatura sa ibaba 150), kaya ang sangkap ay pre-cooled, halimbawa, na may likidong nitrogen. Susunod, ang magnet ay inilalagay sa ibabaw ng isang flat superconductor. Kahit sa mga bukid

Ang phenomenon ay unang naobserbahan noong 1933 ng mga German physicist na sina Meisner at Oksenfeld. Ang epekto ng Meissner ay batay sa kababalaghan ng kumpletong pag-aalis ng magnetic field mula sa materyal sa panahon ng paglipat sa estado ng superconducting. Ang paliwanag ng epekto ay nauugnay sa mahigpit na zero na halaga ng electrical resistance ng mga superconductor. Ang pagtagos ng isang magnetic field sa isang ordinaryong konduktor ay nauugnay sa isang pagbabago sa magnetic flux, na, sa turn, ay lumilikha ng isang EMF ng induction at sapilitan na mga alon na pumipigil sa isang pagbabago sa magnetic flux.

Ang magnetic field ay tumagos sa superconductor sa isang malalim, ang displacement ng magnetic field mula sa superconductor ay tinutukoy ng isang pare-pareho na tinatawag na London constant:

kanin. 3.17 Schematic ng Meissner effect.

Ang figure ay nagpapakita ng mga linya ng magnetic field at ang kanilang displacement mula sa isang superconductor sa isang temperatura sa ibaba ng kritikal na isa.

Kapag ang temperatura ay dumaan sa kritikal na halaga, ang magnetic field sa superconductor ay nagbabago nang husto, na humahantong sa hitsura ng isang EMF pulse sa inductor.

kanin. 3.18 Isang sensor na nagpapatupad ng Meissner effect.

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ginagamit upang sukatin ang mga ultraweak na magnetic field, upang lumikha mga cryotron(pagpapalit ng mga aparato).

kanin. 3.19 Disenyo at pagtatalaga ng cryotron.

Sa istruktura, ang cryotron ay binubuo ng dalawang superconductor. Ang isang coil ng niobium ay nasusugatan sa paligid ng tantalum conductor, kung saan dumadaloy ang control current. Sa isang pagtaas sa kasalukuyang kontrol, ang lakas ng magnetic field ay tumataas, at ang tantalum ay pumasa mula sa estado ng superconductivity sa karaniwang estado. Sa kasong ito, ang conductivity ng tantalum conductor ay nagbabago nang husto, at ang operating kasalukuyang sa circuit ay halos nawawala. Sa batayan ng mga cryotron, halimbawa, ang mga kinokontrol na balbula ay nilikha.

Ang magnet ay lumulutang sa ibabaw ng likidong nitrogen-cooled superconductor

Meissner effect- kumpletong pag-aalis ng magnetic field mula sa materyal sa panahon ng paglipat sa estado ng superconducting (kung ang field induction ay hindi lalampas sa kritikal na halaga). Ang phenomenon ay unang naobserbahan noong 1933 ng mga German physicist na sina Meisner at Oksenfeld.

Ang superconductivity ay ang pag-aari ng ilang mga materyales na magkaroon ng mahigpit na zero electrical resistance kapag umabot sila sa isang temperatura sa ibaba ng isang tiyak na halaga (ang electrical resistance ay hindi nagiging malapit sa zero, ngunit ganap na nawawala). Mayroong ilang dose-dosenang purong elemento, haluang metal at keramika na pumapasok sa superconducting state. Ang superconductivity ay hindi lamang ang kawalan ng paglaban, ito rin ay isang tiyak na tugon sa isang panlabas na magnetic field. Ang Meissner effect ay ang isang pare-pareho, hindi masyadong malakas, magnetic field ay itinulak palabas sa isang superconducting sample. Sa kapal ng superconductor, ang magnetic field ay humina sa zero, ang superconductivity at magnetism ay maaaring tawaging, bilang ito ay, kabaligtaran ng mga katangian.

Si Kent Hovind sa kanyang teorya ay nagmumungkahi na bago ang Great Flood, ang planetang Earth ay napapalibutan ng isang malaking layer ng tubig, na binubuo ng mga particle ng yelo, na kung saan ay gaganapin sa orbit sa itaas ng atmospera sa pamamagitan ng Meissner effect.

Ang water shell na ito ay nagsilbing proteksyon mula sa solar radiation at siniguro ang pare-parehong pamamahagi ng init sa ibabaw ng Earth.

Mapaglarawang Karanasan

Isang napakakahanga-hangang karanasan na nagpapakita ng presensya ng Meissner effect ang ipinapakita sa litrato: isang permanenteng magnet ang lumilipad sa ibabaw ng isang superconducting cup. Sa unang pagkakataon, ang gayong eksperimento ay isinagawa ng pisikong Sobyet na si V.K. Arkadiev noong 1945.

Ang superconductivity ay umiiral lamang sa mababang temperatura (ang mataas na temperatura na superconductor ceramics ay umiiral sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 150 K), kaya ang sangkap ay pre-cooled, halimbawa, na may likidong nitrogen. Susunod, ang magnet ay inilalagay sa ibabaw ng isang flat superconductor. Kahit na sa mga patlang na 0.001 T, ang magnet ay lumilipat paitaas sa layo na pagkakasunud-sunod ng isang sentimetro. Sa pagtaas ng field hanggang sa kritikal, ang magnet ay tumataas nang mas mataas at mas mataas.

Paliwanag

Ang isa sa mga katangian ng superconductors ng pangalawang uri ay ang pagpapatalsik ng magnetic field mula sa rehiyon ng superconducting phase. Simula sa hindi kumikilos na superconductor, lumulutang ang magnet sa sarili at patuloy na pumailanglang hanggang sa alisin ng mga panlabas na kondisyon ang superconductor mula sa superconducting phase. Bilang resulta ng epektong ito, ang isang magnet na papalapit sa isang superconductor ay "makikita" ang isang magnet na may kabaligtaran na polarity na eksaktong parehong laki, na nagiging sanhi ng paglutang.

Ang isang mas mahalagang pag-aari ng isang superconductor kaysa sa zero electrical resistance ay ang tinatawag na Meissner effect, na binubuo sa pag-aalis ng isang palaging magnetic field mula sa isang superconductor. Mula sa eksperimentong obserbasyon na ito, ang isang konklusyon ay ginawa tungkol sa pagkakaroon ng mga undamped na alon sa loob ng superconductor, na lumikha ng isang panloob na magnetic field na kabaligtaran sa panlabas, inilapat na magnetic field at binabayaran ito.

Ang isang sapat na malakas na magnetic field sa isang naibigay na temperatura ay sumisira sa superconducting state ng matter. Ang isang magnetic field na may lakas H c , na sa isang naibigay na temperatura ay nagiging sanhi ng paglipat ng isang sangkap mula sa isang superconducting na estado sa isang normal, ay tinatawag na isang kritikal na patlang. Habang bumababa ang temperatura ng superconductor, tumataas ang halaga ng H c. Ang pagdepende sa temperatura ng kritikal na patlang ay inilarawan nang may mahusay na katumpakan ng expression

nasaan ang kritikal na patlang sa zero na temperatura. Ang superconductivity ay nawawala din kapag ang isang electric current ay dumaan sa isang superconductor na may density na mas malaki kaysa sa kritikal, dahil lumilikha ito ng magnetic field na mas malaki kaysa sa kritikal.

Ang pagkasira ng superconducting state sa ilalim ng pagkilos ng isang magnetic field ay iba para sa type I at type II superconductor. Para sa type II superconductor, mayroong 2 halaga ng critical field: H c1 kung saan ang magnetic field ay tumagos sa superconductor sa anyo ng Abrikosov vortices at H c2 - kung saan nawawala ang superconductivity.

isotopic effect

Ang isotopic effect sa superconductor ay ang mga temperaturang T c ay inversely proportional sa square roots ng atomic mass ng isotopes ng parehong superconducting element. Bilang isang resulta, ang mga paghahanda ng monoisotope ay medyo naiiba sa mga kritikal na temperatura mula sa natural na pinaghalong at mula sa bawat isa.

sandali sa London

Ang umiikot na superconductor ay bumubuo ng magnetic field na eksaktong nakahanay sa axis ng pag-ikot, ang nagresultang magnetic moment ay tinatawag na "London moment". Ito ay ginamit, sa partikular, sa siyentipikong satellite na "Gravity Probe B", kung saan ang mga magnetic field ng apat na superconducting gyroscope ay sinusukat upang matukoy ang kanilang axis ng pag-ikot. Dahil ang mga rotor ng gyroscope ay halos perpektong makinis na mga sphere, ang paggamit ng London moment ay isa sa ilang paraan upang matukoy ang kanilang axis ng pag-ikot.

Mga aplikasyon ng superconductivity

Malaking pag-unlad ang nagawa sa pagkuha ng mataas na temperatura na superconductivity. Sa batayan ng mga cermet, halimbawa, ang komposisyon YBa 2 Cu 3 O x , ang mga sangkap ay nakuha kung saan ang temperatura T c ng paglipat sa superconducting state ay lumampas sa 77 K (ang liquefaction temperature ng nitrogen). Sa kasamaang palad, halos lahat ng mataas na temperatura na superconductor ay hindi teknolohikal na advanced (malutong, walang matatag na mga katangian, atbp.), Bilang isang resulta kung saan ang mga superconductor batay sa niobium alloys ay ginagamit pa rin sa teknolohiya.

Ang kababalaghan ng superconductivity ay ginagamit upang makakuha ng malakas na magnetic field (halimbawa, sa cyclotrons), dahil walang pagkawala ng init sa panahon ng pagpasa ng malakas na alon sa pamamagitan ng superconductor na lumikha ng malakas na magnetic field. Gayunpaman, dahil sa ang katunayan na ang magnetic field ay sumisira sa estado ng superconductivity, ang tinatawag na magnetic field ay ginagamit upang makakuha ng malakas na magnetic field. superconductors ng pangalawang uri, kung saan ang magkakasamang buhay ng superconductivity at magnetic field ay posible. Sa naturang mga superconductor, ang magnetic field ay nagiging sanhi ng paglitaw ng manipis na mga thread ng isang normal na metal na tumagos sa sample, na ang bawat isa ay nagdadala ng isang quantum ng magnetic flux (Abrikosov vortices). Ang sangkap sa pagitan ng mga thread ay nananatiling superconducting. Dahil walang ganap na Meissner effect sa isang type II superconductor, ang superconductivity ay umiiral hanggang sa mas mataas na halaga ng magnetic field H c 2 . Sa teknolohiya, ang mga sumusunod na superconductor ay pangunahing ginagamit:

May mga photon detector batay sa mga superconductor. Ang ilan ay gumagamit ng pagkakaroon ng isang kritikal na kasalukuyang, ginagamit din nila ang Josephson effect, Andreev reflection, atbp. Kaya, mayroong mga superconducting single-photon detector (SSPD) para sa pag-detect ng mga solong photon sa IR range, na may ilang mga pakinabang sa mga detector ng isang katulad na hanay (PMT, atbp.), gamit ang iba pang paraan ng pagpaparehistro .

Mga paghahambing na katangian ng mga pinakakaraniwang IR detector batay sa mga hindi superconductivity na katangian (ang unang apat), pati na rin ang mga superconducting detector (ang huling tatlo):

Uri ng detector	Pinakamataas na rate ng pagbibilang, s −1	Quantum efficiency, %	, c −1	NEP Martes
InGaAs PFD5W1KSF APS (Fujitsu)
R5509-43 PMT (Hamatsu)
Si APD SPCM-AQR-16 (EG\&G)
Mepsicron II (Quantar)
			mas mababa sa 1 10 -3	mas mababa sa 1 10 -19
			mas mababa sa 1 10 -3

Ang mga vortice sa type II superconductor ay maaaring gamitin bilang memory cell. Ang ilang mga magnetic soliton ay nakahanap na ng mga katulad na aplikasyon. Mayroon ding mas kumplikadong dalawa at tatlong-dimensional na magnetic soliton, na nakapagpapaalaala sa mga vortices sa mga likido, tanging ang papel ng mga streamline sa kanila ay nilalaro ng mga linya kung saan nakahanay ang mga elementarya na magnet (mga domain).

Ang kawalan ng pagkawala ng pag-init sa panahon ng pagpasa ng direktang kasalukuyang sa pamamagitan ng isang superconductor ay ginagawang kaakit-akit ang paggamit ng mga superconducting cable para sa paghahatid ng kuryente, dahil ang isang solong manipis na cable sa ilalim ng lupa ay maaaring magpadala ng kapangyarihan, na sa tradisyonal na pamamaraan ay nangangailangan ng paglikha ng isang kapangyarihan line circuit na may ilang mga cable na mas malaki ang kapal. Ang mga problema na pumipigil sa malawakang paggamit ay ang halaga ng mga cable at ang kanilang pagpapanatili - ang likidong nitrogen ay dapat na patuloy na ibomba sa pamamagitan ng mga superconducting na linya. Ang unang komersyal na superconducting transmission line ay kinomisyon ng American Superconductor sa Long Island, New York, sa katapusan ng Hunyo 2008. Gagawa ang mga power system ng South Korea sa 2015 superconducting transmission lines na may kabuuang haba na 3000 km.

Ang isang mahalagang application ay matatagpuan sa miniature superconducting ring device - SQUIDs, na ang operasyon ay batay sa relasyon sa pagitan ng mga pagbabago sa magnetic flux at boltahe. Ang mga ito ay bahagi ng supersensitive magnetometer na sumusukat sa magnetic field ng Earth at ginagamit din sa medisina upang makakuha ng magnetograms ng iba't ibang organo.

Ginagamit din ang mga superconductor sa maglev.

Ang kababalaghan ng pag-asa ng temperatura ng paglipat sa superconducting state sa magnitude ng magnetic field ay ginagamit sa mga cryotrons-controlled resistances.

Ang random na paggalaw ng mga atomo ng konduktor ay pumipigil sa pagpasa ng electric current. Ang paglaban ng isang konduktor ay bumababa sa pagbaba ng temperatura. Sa isang karagdagang pagbaba sa temperatura ng konduktor, ang isang kumpletong pagbaba sa paglaban at ang kababalaghan ng superconductivity ay sinusunod.

Sa isang tiyak na temperatura (malapit sa 0 oK), ang paglaban ng konduktor ay bumaba nang husto sa zero. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na superconductivity. Gayunpaman, ang isa pang kababalaghan ay sinusunod din sa mga superconductor - ang Meissner effect. Ang mga konduktor sa superconducting state ay nagpapakita ng hindi pangkaraniwang pag-aari. Ang magnetic field ay ganap na inilipat mula sa bulk ng superconductor.

Pag-aalis ng isang magnetic field ng isang superconductor.

Ang isang konduktor sa isang superconducting na estado, sa kaibahan sa isang perpektong konduktor, ay kumikilos tulad ng isang diamagnet. Ang panlabas na magnetic field ay inilipat mula sa karamihan ng superconductor. Pagkatapos kung maglalagay ka ng magnet sa isang superconductor, ang magnet ay nakabitin sa hangin.

Ang paglitaw ng epekto na ito ay dahil sa ang katunayan na kapag ang isang superconductor ay ipinakilala sa isang magnetic field, ang mga eddy currents ng induction ay lumitaw dito, ang magnetic field na kung saan ay ganap na nagbabayad para sa panlabas na field (tulad ng sa anumang diamagnet). Ngunit ang induced magnetic field mismo ay lumilikha din ng mga eddy currents, ang direksyon kung saan ay kabaligtaran sa induction currents sa direksyon at katumbas ng magnitude. Bilang isang resulta, ang parehong magnetic field at ang kasalukuyang ay wala sa karamihan ng superconductor. Ang dami ng superconductor ay pinangangalagaan ng isang manipis na malapit sa ibabaw na layer - ang layer ng balat - kung saan ang kapal (sa pagkakasunud-sunod ng 10-7-10-8 m) ay tumagos ang magnetic field at kung saan ang kabayaran nito ay nagaganap.

a- isang normal na conductor na may non-zero resistance sa anumang temperatura (1) ay ipinapasok sa isang magnetic field. Alinsunod sa batas ng electromagnetic induction, lumilitaw ang mga alon na lumalaban sa pagtagos ng isang magnetic field sa metal (2). Gayunpaman, kung ang paglaban ay naiiba sa zero, mabilis silang nabubulok. Ang magnetic field ay tumagos sa isang normal na sample ng metal at halos pare-pareho (3);

b- mula sa normal na estado sa isang temperatura sa itaas T c Mayroong dalawang mga paraan: Una, kapag ang temperatura ay binabaan, ang sample ay nagiging superconducting, pagkatapos ay maaaring mag-apply ng magnetic field, na itinutulak palabas ng sample. Pangalawa: mag-apply muna ng magnetic field na tatagos sa sample, at pagkatapos ay babaan ang temperatura, pagkatapos ay itutulak ang field sa panahon ng paglipat. Ang pag-off sa magnetic field ay nagbibigay ng parehong larawan;

sa- kung walang Meissner effect, ang conductor na walang resistensya ay magiging iba. Sa paglipat sa isang estado na walang pagtutol sa isang magnetic field, mapapanatili nito ang magnetic field at mananatili ito kahit na ang panlabas na magnetic field ay tinanggal. Posibleng i-demagnetize ang naturang magnet sa pamamagitan lamang ng pagtaas ng temperatura. Ang pag-uugali na ito, gayunpaman, ay hindi sinusunod sa eksperimento.