Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Магнит левитации выше высокотемпературного сверхпроводника , охлаждают жидким азотом . Постоянный электрический ток течет по поверхности сверхпроводника, исключая магнитное поле магнита ( закон индукции Фарадея ). Этот ток эффективно формирует электромагнит, который отталкивает магнит.
Видео эффекта Мейснера в высокотемпературном сверхпроводнике (черная таблетка) с магнитом NdFeB (металлический)
Высокотемпературный сверхпроводник, парящий над магнитом

Сверхпроводимость - это набор физических свойств, наблюдаемых в определенных материалах, при которых электрическое сопротивление исчезает, а поля магнитного потока удаляются из материала. Любой материал, проявляющий эти свойства, является сверхпроводником . В отличие от обычного металлического проводника , сопротивление которого постепенно уменьшается при понижении его температуры даже почти до абсолютного нуля , сверхпроводник имеет характерную критическую температуру, ниже которой сопротивление резко падает до нуля. Электрический ток через петлю из сверхпроводящего провода может сохраняться неопределенно долго без какого - либо источника питания. [1] [2][3] [4]

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году голландским физиком Хайке Камерлинг-Оннесом . Подобно ферромагнетизму и атомным спектральным линиям , сверхпроводимость - это явление, которое можно объяснить только с помощью квантовой механики . Он характеризуется эффектом Мейснера , полным выбросом силовых линий магнитного поля изнутри сверхпроводника во время его переходов в сверхпроводящее состояние. Возникновение эффекта Мейснера указывает на то, что сверхпроводимость не может быть понят просто как идеализация в идеальной проводимости в классической физике .

В 1986 году было обнаружено , что некоторые купратные - перовскита керамические материалы имеют критическую температуру выше 90 К (-183 ° С). [5] Такая высокая температура перехода теоретически невозможна для обычного сверхпроводника , поэтому материалы стали называть высокотемпературными сверхпроводниками . Жидкий азот, доступный по цене, кипит при 77 К, и, таким образом, наличие сверхпроводимости при более высоких температурах облегчает проведение многих экспериментов и приложений, которые менее практичны при более низких температурах.

Классификация [ править ]

Основная статья: Классификация сверхпроводников

Существует множество критериев, по которым классифицируются сверхпроводники. Наиболее распространены:

Реакция на магнитное поле [ править ]

Сверхпроводник может быть типа I , что означает, что он имеет одно критическое поле , выше которого вся сверхпроводимость теряется, а ниже которого магнитное поле полностью вытесняется из сверхпроводника; или Тип II , то есть он имеет два критических поля, между которыми он допускает частичное проникновение магнитного поля через изолированные точки. [6] Эти точки называются вихрями . [7] Кроме того, в многокомпонентных сверхпроводниках возможно сочетание этих двух режимов. В этом случае сверхпроводник относится к типу 1.5 . [8]

По теории работы [ править ]

Он является традиционным, если его можно объяснить теорией БКШ или ее производными, или нетрадиционным , в противном случае. [9]

По критической температуре [ править ]

Сверхпроводник обычно считается высокотемпературным, если он достигает сверхпроводящего состояния при температуре выше 30 К (-243,15 ° C); [10] как в первоначальном открытии Георга Беднорца и К. Алекса Мюллера . [5] Это могут быть также справочные материалы, которые переходят в сверхпроводимость при охлаждении с использованием жидкого азота, то есть только при T c  > 77 K, хотя это обычно используется только для того, чтобы подчеркнуть, что жидкий азотный хладагент достаточно. Низкотемпературные сверхпроводники относятся к материалам с критической температурой ниже 30 К. Единственным исключением из этого правила является пниктид железа. группа сверхпроводников, которые демонстрируют поведение и свойства, типичные для высокотемпературных сверхпроводников, но некоторые из них имеют критические температуры ниже 30 К.

По материалу [ править ]

температура материала

Классы сверхпроводниковых материалов включают химические элементы (например, ртуть или свинец ), сплавы (например, ниобий-титан , германий-ниобий и нитрид ниобия ), керамику ( YBCO и диборид магния ), сверхпроводящие пниктиды (например, легированный фтором LaOFeAs) или органические сверхпроводники. ( фуллерены и углеродные нанотрубки ; хотя, возможно, эти примеры следует включить в число химических элементов, поскольку они полностью состоят из углерода ). [11][12]

Элементарные свойства сверхпроводников [ править ]

Большинство физических свойств сверхпроводников варьируются от материала к материалу, такие как теплоемкость и критическая температура, критическое поле и критическая плотность тока, при которых сверхпроводимость разрушается. В статье В. Ф. Вайскопфа представлены простые физические объяснения образования куперовских пар, происхождения силы притяжения, вызывающей связывание пар, конечной энергетической щели и существования постоянных токов. [13]

С другой стороны, есть класс свойств, которые не зависят от основного материала. Например, все сверхпроводники имеют точно нулевое сопротивление по отношению к низким приложенным токам, когда нет магнитного поля или если приложенное поле не превышает критического значения. Существование этих «универсальных» свойств подразумевает, что сверхпроводимость является термодинамической фазой и, следовательно, обладает определенными отличительными свойствами, которые в значительной степени не зависят от микроскопических деталей.

Нулевое электрическое сопротивление постоянному току [ править ]

Электрические кабели для ускорителей в ЦЕРНе . И массивные и тонкие кабели рассчитаны на 12500 A . Вверху: штатные кабели для LEP ; внизу: сверхпроводящие кабели для LHC.
Поперечный разрез преформы сверхпроводящего стержня из заброшенного Техасского сверхпроводящего суперколлайдера (SSC) .

Самый простой метод измерения электрического сопротивления образца из какого-либо материала - это поместить его в электрическую цепь последовательно с источником тока I и измерить результирующее напряжение V на образце. Сопротивление образца определяется законом Ома , как R = V / I . Если напряжение равно нулю, это означает, что сопротивление равно нулю.

Сверхпроводники также могут поддерживать ток без какого-либо приложенного напряжения - свойство, используемое в сверхпроводящих электромагнитах, таких как те, что используются в аппаратах МРТ . Эксперименты показали, что токи в сверхпроводящих катушках могут сохраняться годами без какого-либо измеримого ухудшения. Экспериментальные данные указывают на текущую продолжительность жизни не менее 100 000 лет. Теоретические оценки времени жизни постоянного тока могут превышать предполагаемое время жизни Вселенной , в зависимости от геометрии провода и температуры. [3] На практике токи, вводимые в сверхпроводящие катушки, сохраняются более 25 лет (по состоянию на 4 августа 2020 г.) в сверхпроводящих гравиметрах .[14] [15] В таких приборах принцип измерения основан на отслеживании левитации сверхпроводящей ниобиевой сферы массой 4 грамма.

В нормальном проводнике электрический ток можно представить себе как жидкость из электронов, движущихся по решетке тяжелых ионов . Электроны постоянно сталкиваются с ионами в решетке, и во время каждого столкновения часть энергии, переносимой током, поглощается решеткой и превращается в тепло , которое, по сути, является колебательной кинетической энергией ионов решетки. В результате энергия, переносимая током, постоянно рассеивается. Это явление электрического сопротивления и джоулева нагрева .

Иная ситуация в сверхпроводнике. В обычном сверхпроводнике электронная жидкость не может быть разделена на отдельные электроны. Вместо этого он состоит из связанных пар электронов, известных как куперовские пары . Это спаривание вызвано силой притяжения между электронами из-за обмена фононами . Согласно квантовой механике , энергетический спектр этой жидкости с куперовской парой обладает энергетической щелью , что означает минимальное количество энергии Δ E, которое должно быть подано для возбуждения жидкости. Следовательно, если Δ E больше тепловой энергии решетки, определяемой kT, где k - постоянная Больцмана, а T - температура , жидкость не будет рассеиваться решеткой. [16] Таким образом, жидкость пары Купера является сверхтекучей , что означает, что она может течь без рассеивания энергии.

В классе сверхпроводников, известных как сверхпроводники типа II , включая все известные высокотемпературные сверхпроводники , чрезвычайно низкое, но отличное от нуля удельное сопротивление появляется при температурах не намного ниже номинального сверхпроводящего перехода, когда электрический ток применяется в сочетании с сильным магнитным полем. что может быть вызвано электрическим током. Это связано с движением магнитных вихрей.в электронной сверхтекучей жидкости, которая рассеивает часть энергии, переносимой током. Если ток достаточно мал, вихри стационарны, и сопротивление обращается в нуль. Сопротивление из-за этого эффекта крошечное по сравнению с сопротивлением несверхпроводящих материалов, но его необходимо учитывать в чувствительных экспериментах. Однако, когда температура понижается достаточно далеко ниже номинального сверхпроводящего перехода, эти вихри могут застыть в неупорядоченной, но неподвижной фазе, известной как «вихревое стекло». Ниже этой температуры вихревого стеклования сопротивление материала становится действительно нулевым.

Фаза перехода [ редактировать ]

Поведение теплоемкости (c v , синий) и удельного сопротивления (ρ, зеленый) при сверхпроводящем фазовом переходе

В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются при понижении температуры T ниже критической температуры T c . Значение этой критической температуры варьируется от материала к материалу. Обычные сверхпроводники обычно имеют критические температуры в диапазоне от примерно 20  К до менее 1 К. Твердая ртуть , например, имеет критическую температуру 4,2 К. По состоянию на 2015 год самая высокая критическая температура, обнаруженная для обычного сверхпроводника, составляет 203 К для H 2 S. , хотя требовалось высокое давление примерно 90 гигапаскалей. [17] Купратные сверхпроводники могут иметь гораздо более высокие критические температуры: YBa2 Cu 3 O 7 , один из первых открытых купратных сверхпроводников, имеет критическую температуру выше 90 К, а купраты на основе ртути были обнаружены с критическими температурами выше 130 К. Основной физический механизм, ответственный за высокую критическую температуру. температура пока не ясна. Темменее, очевидночто два-спаривание электронов участвуют, хотя характер спаривания (волна противволны) остается спорным. [18]

Точно так же при фиксированной температуре ниже критической сверхпроводящие материалы перестают быть сверхпроводящими при приложении внешнего магнитного поля, превышающего критическое магнитное поле . Это потому, что свободная энергия Гиббсасверхпроводящей фазы увеличивается квадратично с увеличением магнитного поля, в то время как свободная энергия нормальной фазы примерно не зависит от магнитного поля. Если материал сверхпроводящий в отсутствие поля, то свободная энергия сверхпроводящей фазы ниже, чем у нормальной фазы, и поэтому для некоторого конечного значения магнитного поля (пропорционального квадратному корню из разности свободных энергий в нуле магнитное поле) две свободные энергии будут равны и произойдет фазовый переход в нормальную фазу. В более общем плане, более высокая температура и более сильное магнитное поле приводят к меньшей доле сверхпроводящих электронов и, как следствие, к большей лондонской глубине проникновения.внешних магнитных полей и токов. При фазовом переходе глубина проникновения становится бесконечной.

Возникновение сверхпроводимости сопровождается резкими изменениями различных физических свойств, что является признаком фазового перехода . Например, электронная теплоемкость пропорциональна температуре в нормальном (несверхпроводящем) режиме. При сверхпроводящем переходе он испытывает прерывистый скачок и после этого перестает быть линейным. При низких температурах она изменяется как e −α / T для некоторой постоянной α. Такое экспоненциальное поведение является одним из свидетельств существования энергетической щели .

Порядок сверхпроводящего фазового перехода был давно является предметом дискуссий. Эксперименты показывают, что это переход второго рода, что означает отсутствие скрытой теплоты . Однако в присутствии внешнего магнитного поля существует скрытая теплота, потому что сверхпроводящая фаза имеет более низкую энтропию ниже критической температуры, чем нормальная фаза. Было экспериментально продемонстрировано [19], что, как следствие, когда магнитное поле увеличивается за пределы критического поля, возникающий фазовый переход приводит к снижению температуры сверхпроводящего материала.

Расчеты 1970-х годов показали, что на самом деле он может быть слабо первым порядком из-за влияния дальнодействующих флуктуаций электромагнитного поля. В 1980-х годах с помощью теории поля беспорядка , в которой главную роль играют вихревые линии сверхпроводника, было теоретически показано , что переход имеет второй порядок в режиме типа II и первый порядок (т. Е. Скрытая теплота ) в режиме типа I и что две области разделены трикритической точкой . [20] Результаты были сильно подтверждены компьютерным моделированием Монте-Карло. [21]

Эффект Мейснера [ править ]

Основная статья: эффект Мейснера

Когда сверхпроводник помещается в слабое внешнее магнитное поле H и охлаждается ниже температуры его перехода, магнитное поле выбрасывается. Эффект Мейснера не вызывает полного выброса поля, а вместо этого поле проникает в сверхпроводник, но только на очень небольшое расстояние, характеризуемое параметром  λ , называемым лондонской глубиной проникновения , которое экспоненциально спадает до нуля в объеме материала. Эффект Мейснера - определяющая характеристика сверхпроводимости. Для большинства сверхпроводников лондонская глубина проникновения составляет порядка 100 нм.

Эффект Мейснера иногда путают с типом диамагнетизма, который можно было бы ожидать от идеального электрического проводника: согласно закону Ленца , когда изменяющееся магнитное поле применяется к проводнику, оно индуцирует электрический ток в проводнике, который создает противоположное магнитное поле. поле. В идеальном проводнике может быть индуцирован сколь угодно большой ток, и результирующее магнитное поле в точности нейтрализует приложенное поле.

Эффект Мейснера отличается от этого - это спонтанное изгнание, которое происходит при переходе к сверхпроводимости. Предположим, у нас есть материал в нормальном состоянии, содержащий постоянное внутреннее магнитное поле. Когда материал охлаждается ниже критической температуры, мы наблюдаем резкое изгнание внутреннего магнитного поля, чего мы не ожидали бы, исходя из закона Ленца.

Феноменологическое объяснение эффекта Мейснера дали братья Фриц и Хайнц Лондон , которые показали, что свободная электромагнитная энергия в сверхпроводнике минимизируется при условии, что

где H - магнитное поле, λ - лондонская глубина проникновения .

Это уравнение, известное как уравнение Лондона , предсказывает, что магнитное поле в сверхпроводнике экспоненциально затухает от любого значения, которое оно имеет на поверхности.

Говорят, что сверхпроводник с небольшим магнитным полем или без него находится в состоянии Мейснера. Состояние Мейснера нарушается, когда приложенное магнитное поле слишком велико. Сверхпроводники можно разделить на два класса в зависимости от того, как происходит этот пробой. В сверхпроводниках типа I сверхпроводимость резко разрушается, когда сила приложенного поля превышает критическое значение H c . В зависимости от геометрии образца, можно получить промежуточное состояние [22], состоящее из барочного рисунка [23] областей нормального материала, несущего магнитное поле, смешанного с областями сверхпроводящего материала, не содержащего поля. В сверхпроводниках типа IIувеличение приложенного поля выше критического значения H c 1 приводит к смешанному состоянию (также известному как состояние вихря), в котором увеличивающееся количество магнитного потока проникает в материал, но не остается сопротивления потоку электрического тока, пока так как ток не слишком большой. При второй критической напряженности поля H c 2 сверхпроводимость разрушается. Смешанное состояние на самом деле вызвано вихрями в электронной сверхтекучей жидкости, иногда называемыми флюксонами, потому что поток, переносимый этими вихрями, квантован . Самые чистые элементарные сверхпроводники, кроме ниобия и углеродных нанотрубок, относятся к типу I, в то время как почти все нечистые и сложные сверхпроводники относятся к типу II.

Лондонский момент [ править ]

И наоборот, вращающийся сверхпроводник генерирует магнитное поле, точно выровненное с осью вращения. Эффект, то момент Лондон , был поставлен на хорошее применение в Gravity Probe B . В этом эксперименте измерялись магнитные поля четырех сверхпроводящих гироскопов, чтобы определить их оси вращения. Это было критически важно для эксперимента, поскольку это один из немногих способов точно определить ось вращения безликой сферы.

История сверхпроводимости [ править ]

Хайке Камерлинг-Оннес (справа), первооткрыватель сверхпроводимости. Слева от него стоят Пауль Эренфест , Хендрик Лоренц , Нильс Бор .
Основная статья: История сверхпроводимости

Сверхпроводимость была открыта 8 апреля 1911 года Хайке Камерлинг-Оннесом , который изучал сопротивление твердой ртути при криогенных температурах, используя недавно полученный жидкий гелий в качестве хладагента . При температуре 4,2 К он заметил, что сопротивление резко исчезло. [24] В том же эксперименте он также наблюдал сверхтекучий переход гелия при 2,2 К, не осознавая его значения. Точная дата и обстоятельства открытия были восстановлены только столетие спустя, когда была найдена записная книжка Оннеса. [25]В последующие десятилетия сверхпроводимость наблюдалась и в нескольких других материалах. В 1913 году было обнаружено , что свинец обладает сверхпроводимостью при 7 К, а в 1941 году нитрид ниобия - сверхпроводником при 16 К.

Были приложены огромные усилия, чтобы выяснить, как и почему работает сверхпроводимость; важный шаг произошел в 1933 году, когда Мейснер и Оксенфельд обнаружили, что сверхпроводники вытесняют приложенные магнитные поля, явление, которое стало известно как эффект Мейснера . [26] В 1935 году Фриц и Хайнц Лондон показали, что эффект Мейснера был следствием минимизации электромагнитной свободной энергии, переносимой сверхпроводящим током. [27]

Материальные уравнения Лондона [ править ]

Теоретическая модель, которая впервые была задумана для сверхпроводимости, была полностью классической: она описывается основными уравнениями Лондона . Его выдвинули братья Фриц и Хайнц Лондон в 1935 году, вскоре после открытия того, что сверхпроводники вытесняются магнитными полями. Главное торжество уравнений этой теории является их способностью объяснить эффект Мейснера , [26] , в котором материал экспоненциально вытесняет все внутренние магнитные поля , как она пересекает сверхпроводящий порог. Используя уравнение Лондона, можно получить зависимость магнитного поля внутри сверхпроводника от расстояния до поверхности. [28]

Два основных уравнения для сверхпроводника Лондона:

Первое уравнение следует из второго закона Ньютона для сверхпроводящих электронов.

Обычные теории (1950-е) [ править ]

В течение 1950-х годов теоретики- физики конденсированного состояния пришли к пониманию «традиционной» сверхпроводимости с помощью пары замечательных и важных теорий: феноменологической теории Гинзбурга – Ландау (1950) и микроскопической теории БКШ (1957). [29] [30]

В 1950 году Ландау и Гинзбург разработали феноменологическую теорию сверхпроводимости Гинзбурга – Ландау . [31] Эта теория, в сочетании теории Ландау второго порядка фазовых переходов с Шрёдингером -кака волнового уравнения, имела большой успех в объяснении макроскопических свойств сверхпроводников. В частности, Абрикосовпоказали, что теория Гинзбурга – Ландау предсказывает разделение сверхпроводников на две категории, которые теперь называются типом I и типом II. Абрикосов и Гинзбург были удостоены Нобелевской премии 2003 г. за свои работы (Ландау получил Нобелевскую премию 1962 г. за другие работы и умер в 1968 г.). Четырехмерное расширение теории Гинзбурга – Ландау, модель Коулмана-Вайнберга , играет важную роль в квантовой теории поля и космологии .

Также в 1950 году Максвелл, Рейнольдс и др. обнаружили, что критическая температура сверхпроводника зависит от изотопной массы составляющего элемента . [32] [33] Это важное открытие указует на электрон - фононное взаимодействие как микроскопический механизм , ответственный за сверхпроводимость.

Полная микроскопическая теория сверхпроводимости была окончательно предложена в 1957 году Бардином , Купером и Шриффером . [30] Эта теория БКС объясняет сверхпроводящий ток в качестве сверхтекучей из куперовских пар , пар электронов , взаимодействующих посредством обмена фононами. За эту работу авторы были удостоены Нобелевской премии 1972 года.

Более прочную основу теория БКШ получила в 1958 г., когда Н. Н. Боголюбов показал, что волновая функция БКШ, которая первоначально была получена из вариационного аргумента, может быть получена с помощью канонического преобразования электронного гамильтониана . [34] В 1959 г. Лев Горьков показал, что теория БКШ сводится к теории Гинзбурга – Ландау вблизи критической температуры. [35] [36]

Обобщения теории БКШ для обычных сверхпроводников составляют основу для понимания явления сверхтекучести , поскольку они относятся к классу универсальности лямбда-переходов . Степень , в которой такие обобщения могут быть применены к нетрадиционным сверхпроводников остается спорным.

Дальнейшая история [ править ]

Первое практическое применение сверхпроводимости был разработан в 1954 году с Дадли Аллен Бак изобретения «ы из криотрона . [37] Два сверхпроводника с сильно различающимися значениями критического магнитного поля объединяются для создания быстрого и простого переключателя для компьютерных элементов.

Вскоре после открытия сверхпроводимости в 1911 году Камерлинг-Оннес попытался создать электромагнит со сверхпроводящими обмотками, но обнаружил, что относительно слабые магнитные поля разрушают сверхпроводимость в материалах, которые он исследовал. Намного позже, в 1955 году, Дж. Б. Интема [38] удалось сконструировать небольшой электромагнит с железным сердечником на 0,7 тесла и обмотками из сверхпроводящей ниобиевой проволоки. Затем, в 1961 г., JE Kunzler, E. Buehler, FSL Hsu и JH Wernick [39] сделали поразительное открытие, что при температуре 4,2 кельвина ниобий-олово, соединение, состоящее из трех частей ниобия и одной части олова, способно поддерживать плотность тока более 100 000 ампер на квадратный сантиметр в магнитном поле 8,8 тесла. Несмотря на свою хрупкость и сложность в изготовлении, ниобий-олово с тех пор оказался чрезвычайно полезным в супермагнетиках, генерирующих магнитные поля величиной до 20 тесла. В 1962 году TG Berlincourt и RR Hake [40] [41] обнаружили, что более пластичные сплавы ниобия и титана подходят для применений до 10 тесла. Вскоре после этого в Westinghouse Electric Corporation и Wah Chang Corporation началось промышленное производство ниобий-титановой сверхмагнитной проволоки.. Хотя ниобий-титан может похвастаться менее впечатляющими сверхпроводящими свойствами, чем ниобий-олово, ниобий-титан, тем не менее, стал наиболее широко используемым сверхмагнитным материалом "рабочей лошадки", в значительной степени следствием его очень высокой пластичности и простоты изготовления. Однако и ниобий-олово, и ниобий-титан находят широкое применение в медицинских устройствах МРТ, поворотных и фокусирующих магнитах для огромных ускорителей частиц высоких энергий и во множестве других приложений. Conectus, европейский консорциум сверхпроводимости, подсчитал, что в 2014 году глобальная экономическая деятельность, для которой сверхпроводимость была незаменима, составила около пяти миллиардов евро, при этом на системы МРТ приходилось около 80% этой суммы.

В 1962 году Джозефсон сделал важное теоретическое предсказание, согласно которому сверхток может протекать между двумя частями сверхпроводника, разделенными тонким слоем изолятора. [42] Это явление, теперь называемое эффектом Джозефсона , используется в сверхпроводящих устройствах, таких как СКВИДы . Он используется в наиболее точных доступных измерениях кванта магнитного потока Φ 0  =  h / (2 e ), где h - постоянная Планка . В сочетании с квантовым сопротивлением Холла, это приводит к точному измерению постоянной Планка. Джозефсон был удостоен Нобелевской премии за эту работу в 1973 году.

В 2008 году было высказано предположение, что тот же механизм, который вызывает сверхпроводимость, может создавать состояние суперизолятора в некоторых материалах с почти бесконечным электрическим сопротивлением . [43] Первая разработка и исследование сверхпроводящего конденсата Бозе – Эйнштейна (BEC) в 2020 году предполагает, что существует «плавный переход между» режимами BEC и Бардина-Купера-Шриффера . [44] [45]

Высокотемпературная сверхпроводимость [ править ]

Хронология сверхпроводящих материалов. Цвета представляют разные классы материалов:
  •   БКС (темно-зеленый кружок)
  •   На основе тяжелых фермионов (светло-зеленая звезда)
  •   Купрат (голубой ромб)
  •   Бакминстерфуллерен на основе (фиолетовый перевернутый треугольник)
  •   Углерод - аллотроп (красный треугольник)
  •   Железо - на основе пниктогена (оранжевый квадрат)
Основная статья: Высокотемпературная сверхпроводимость

До 1986 года физики считали, что теория БКШ запрещает сверхпроводимость при температурах выше примерно 30 К. В том же году Беднорц и Мюллер открыли сверхпроводимость в оксиде лантана-бария-меди (LBCO), перовскитном материале на основе лантана , который имел температуру перехода 35 K (Нобелевская премия по физике, 1987). [5] Вскоре было обнаружено, что замена лантана иттрием (т.е. получение YBCO ) повышает критическую температуру выше 90 К. [46]

Этот скачок температуры особенно значителен, поскольку он позволяет использовать жидкий азот в качестве хладагента вместо жидкого гелия . [46] Это может иметь важное коммерческое значение, поскольку жидкий азот можно производить относительно дешево даже на месте. Кроме того, более высокие температуры помогают избежать некоторых проблем, возникающих при температурах жидкого гелия, таких как образование пробок из замороженного воздуха, которые могут блокировать криогенные линии и вызывать непредвиденное и потенциально опасное повышение давления. [47] [48]

С тех пор были обнаружены многие другие купратные сверхпроводники, и теория сверхпроводимости в этих материалах является одной из основных нерешенных задач теоретической физики конденсированного состояния . [49] В настоящее время существуют две основные гипотезы - теория резонирующей валентной связи и спиновая флуктуация, которая пользуется наибольшей поддержкой в ​​исследовательском сообществе. [50] Вторая гипотеза предполагала, что спаривание электронов в высокотемпературных сверхпроводниках опосредуется короткодействующими спиновыми волнами, известными как парамагноны . [51] [52] [ сомнительно - обсудить ]

В 2008 году Губсер, Хартнолл, Герцог и Горовиц предложили голографическую сверхпроводимость, которая использует голографический дуализм или теорию соответствия AdS / CFT , как возможное объяснение высокотемпературной сверхпроводимости в некоторых материалах. [53]

Примерно с 1993 г. самым высокотемпературным сверхпроводником был керамический материал, состоящий из ртути, бария, кальция, меди и кислорода (HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8 + δ ) с T c  = 133–138 K. [54] [ 55]

В феврале 2008 года было обнаружено семейство высокотемпературных сверхпроводников на основе железа. [56] [57] Хидео Хосоно из Токийского технологического института и его коллеги обнаружили лантановый кислород, фтор, арсенид железа (LaO 1 − x F x FeAs), оксипниктид, который обладает сверхпроводимостью при температурах ниже 26 К. Замена лантана в LaO 1− x F x FeAs с самарием приводит к сверхпроводникам, работающим при 55 К. [58]

В 2014 и 2015 гг. Сероводород ( H
2S ) при чрезвычайно высоких давлениях (около 150 гигапаскалей) был сначала предсказан, а затем подтвержден как высокотемпературный сверхпроводник с температурой перехода 80 К. [59] [60] [61] Кроме того, в 2019 году было обнаружено, что лантан гидрид ( LaH
10) становится сверхпроводником при 250 К и давлении 170 гигапаскалей. [62] [61]

В 2018 году группа исследователей из отдела физики Массачусетского технологического института обнаружила сверхпроводимость в двухслойном графене с одним слоем, скрученным под углом примерно 1,1 градуса, при охлаждении и приложении небольшого электрического заряда. Даже если эксперименты не проводились в высокотемпературной среде, результаты меньше коррелируют с классическими, но высокотемпературными сверхпроводниками, учитывая, что не нужно вводить посторонние атомы. [63]

В 2020 году в статье в Nature был описан сверхпроводник при комнатной температуре, сделанный из водорода, углерода и серы под давлением около 270 гигапаскалей . [64] В настоящее время это самая высокая температура, при которой любой материал демонстрирует сверхпроводимость. [61]

Приложения [ править ]

Основная статья: Технологические приложения сверхпроводимости
Воспроизвести медиа
Видео сверхпроводящей левитации YBCO

Сверхпроводящие магниты - одни из самых мощных известных электромагнитов . Они используются в аппаратах МРТ / ЯМР , масс-спектрометрах , магнитах управления лучом, используемых в ускорителях частиц, и магнитах, удерживающих плазму в некоторых токамаках . Их также можно использовать для магнитной сепарации, когда слабомагнитные частицы извлекаются из фона меньшего количества или немагнитных частиц, как в пигментной промышленности. Они также могут использоваться в больших ветряных турбинах для преодоления ограничений, налагаемых высокими электрическими токами, при этом промышленный сверхпроводящий ветрогенератор мощностью 3,6 мегаватт был успешно испытан в Дании.[65]

В 1950-х и 1960-х годах сверхпроводники использовались для создания экспериментальных цифровых компьютеров с использованием переключателей криотрона . Совсем недавно сверхпроводники стали использоваться для создания цифровых схем на основе быстрой квантовой технологии с одним потоком, а также радиочастотных и микроволновых фильтров для базовых станций мобильных телефонов .

Сверхпроводники используются для создания джозефсоновских переходов, которые являются строительными блоками SQUID (сверхпроводящие устройства квантовой интерференции), наиболее чувствительных известных магнитометров . СКВИДы используются в сквидовых микроскопах и магнитоэнцефалографии . Для реализации вольт СИ используются серии устройств Джозефсона . В зависимости от конкретного режима работы джозефсоновский переход сверхпроводник – изолятор – сверхпроводник может использоваться как детектор фотонов или как смеситель.. Большое изменение сопротивления при переходе из нормального в сверхпроводящее состояние используется для создания термометров в криогенных микрокалориметрических детекторах фотонов . Тот же эффект используется в сверхчувствительных болометрах из сверхпроводящих материалов.

Возникают и другие ранние рынки, на которых преимущества относительно эффективности, размера и веса устройств на основе высокотемпературной сверхпроводимости перевешивают связанные с этим дополнительные затраты. Например, в ветряных турбинах меньший вес и объем сверхпроводящих генераторов может привести к экономии затрат на строительство и башни, компенсируя более высокие затраты на генератор и снижая общую нормированную стоимость электроэнергии (LCOE). [66]

Перспективные приложения в будущем , включают высокую производительность интеллектуальной сети , передачи электрической энергии , трансформаторы , устройства накопления мощности , электродвигатели (например , для приведения в движение транспортного средства, как в vactrains или магнитной подвеске поездов ), магнитной левитации устройства , ток короткого замыкания ограничители , усиливающий устройств спинтроники с сверхпроводящих материалов , [67] и сверхпроводящее магнитное охлаждение . Однако сверхпроводимость чувствительна к движущимся магнитным полям, поэтому приложения, использующие переменный ток(например, трансформаторы) будет сложнее разработать, чем те, которые работают на постоянном токе . По сравнению с традиционными линиями электропередачи сверхпроводящие линии передачи более эффективны и занимают лишь небольшую часть пространства, что не только приведет к лучшим экологическим характеристикам, но и может улучшить признание общественностью расширения электрической сети. [68]

Нобелевские премии по сверхпроводимости [ править ]

  • Хайке Камерлинг-Оннес (1913 г.) «За исследования свойств вещества при низких температурах, которые привели, среди прочего, к производству жидкого гелия».
  • Джон Бардин , Леон Н. Купер и Дж. Роберт Шриффер (1972) «за совместно разработанную теорию сверхпроводимости, обычно называемую БКШ-теорией».
  • Лео Эсаки , Ивар Гайвер и Брайан Д. Джозефсон (1973) «за их экспериментальные открытия, касающиеся туннельных явлений в полупроводниках и сверхпроводниках соответственно» и «за теоретические предсказания свойств сверхтока через туннельный барьер, в частности явления, широко известные как эффекты Джозефсона ».
  • Георга Беднорца и К. Алекса Мюллера (1987) «За важный прорыв в открытии сверхпроводимости в керамических материалах».
  • Алексею А. Абрикосову , Виталию Л. Гинзбургу и Энтони Дж. Леггетту (2003 г.) «за пионерский вклад в теорию сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей». [69]

См. Также [ править ]

  • Андреевское отражение  - тип рассеяния частиц, который происходит на границах раздела между сверхпроводником и материалом в нормальном состоянии.
  • Теория БКШ  - Микроскопическая теория сверхпроводимости
  • Модель критического состояния Бина  - Теоретическая модель магнитного поведения некоторых сверхпроводников
  • Цветная сверхпроводимость  - предсказанное явление в кварковой материи в кварках.
  • Обычный сверхпроводник  - материалы, демонстрирующие сверхпроводимость в соответствии с теорией БКШ или ее расширениями.
  • Ковалентный сверхпроводник  - сверхпроводящие материалы, в которых атомы связаны ковалентными связями.
  • Накачка потока  - процесс намагничивания сверхпроводников
  • Сверхпроводник с тяжелыми фермионами
  • Высокотемпературная сверхпроводимость  - сверхпроводящее поведение при температурах намного выше абсолютного нуля
  • Закон дома
  • Сверхпроводник на основе железа
  • Список сверхпроводников
  • Эффект Литтла-Паркса
  • Магнитная левитация  - метод, при котором объект подвешивается без какой-либо поддержки, кроме магнитных полей.
  • Макроскопические квантовые явления  - процессы, демонстрирующие квантовое поведение в макроскопическом масштабе, а не в атомном масштабе, где преобладают квантовые эффекты; Квантовая когерентность макроскопического масштаба приводит к макроскопическим квантовым явлениям
  • Органический сверхпроводник  - синтетическое органическое соединение, проявляющее сверхпроводимость при низких температурах.
  • Оксипниктид  - класс материалов, содержащих кислород и элемент группы V
  • Постоянный ток  - Постоянный электрический ток, не требующий внешнего источника питания
  • Эффект близости  - явления, возникающие при контакте сверхпроводника с несверхпроводником.
  • Возвратная сверхпроводимость
  • Сверхпроводник при комнатной температуре  - материал, обладающий сверхпроводимостью выше 0 ° C.
  • Резерфордский кабель  - тип сверхпроводящего электрического кабеля.
  • SU (2) цветная сверхпроводимость
  • Сверхпроводящая радиочастота  - метод, используемый для достижения высокой добротности в резонансных полостях.
  • Классификация сверхпроводников  - различные типы сверхпроводников
  • Сверхтекучесть  - неклассическое состояние вещества.
  • Сверхполоски  - фаза нарушения симметрии, благоприятствующая возникновению сверхпроводящего или сверхтекучего порядка.
  • Технологические приложения сверхпроводимости
  • Сверхпроводящий провод  - Провода с нулевым сопротивлением.
  • Хронология низкотемпературных технологий  - аспект истории
  • Сверхпроводник I  типа - Тип сверхпроводника с одним критическим магнитным полем.
  •  Сверхпроводник II типа - сверхпроводник, характеризующийся образованием магнитных вихрей в приложенном магнитном поле.
  • Нетрадиционный сверхпроводник  - сверхпроводящие материалы, не объясненные существующими установленными теориями

Ссылки [ править ]

  1. ^ Джон Бардин; Леон Купер; JR Schriffer (1 декабря 1957 г.). Теория сверхпроводимости . Физический обзор . 108 . п. 1175. Bibcode : 1957PhRv..108.1175B . DOI : 10.1103 / Physrev.108.1175 . ISBN 978-0-677-00080-0. Проверено 6 июня 2014 года .перепечатано в Николае Николаевиче Боголюбове (1963) Теория сверхпроводимости, Vol. 4 , CRC Press, ISBN 0677000804 , стр. 73 
  2. ^ Джон Дейнтит (2009). Факты о Файловом словаре по физике (4-е изд.). Публикация информационной базы. п. 238. ISBN 978-1-4381-0949-7.
  3. ^ а б Джон К. Галлоп (1990). СКВИДЫ, эффекты Джозефсона и сверхпроводящая электроника . CRC Press . стр. 1, 20. ISBN 978-0-7503-0051-3.
  4. ^ Дюран, Алан (2000). Квантовая физика вещества . CRC Press. С. 102–103. ISBN 978-0-7503-0721-5.
  5. ^ a b c Дж. Г. Беднорц и К. А. Мюллер (1986). «Возможная сверхпроводимость с высокой T c в системе Ba-La-Cu-O». Z. Phys. B . 64 (1): 189–193. Bibcode : 1986ZPhyB..64..189B . DOI : 10.1007 / BF01303701 . S2CID 118314311 . 
  6. ^ "Сверхпроводимость | ЦЕРН" . home.cern . Проверено 29 октября 2020 .
  7. ^ Ортакер, Анджелина. «Сверхпроводимость» (PDF) . Технический университет Граца .
  8. ^ "Сверхпроводник типа 1.5 показывает свои полосы" . Мир физики . 2009-02-17 . Проверено 29 октября 2020 .
  9. ↑ Гибни, Элизабет (5 марта 2018 г.). «Неожиданное открытие графена может раскрыть секреты сверхпроводимости» . Новости. Природа . 555 (7695): 151–2. Bibcode : 2018Natur.555..151G . DOI : 10.1038 / d41586-018-02773-ш . PMID 29517044 . В целом сверхпроводники бывают двух типов: обычные, в которых активность может быть объяснена основной теорией сверхпроводимости, и нетрадиционные, где это невозможно. 
  10. ^ Грант, Пол Майкл (2011). «Великая квантовая головоломка». Природа . Nature Publishing Group, подразделение Macmillan Publishers Limited. Все права защищены. 476 (7358): 37–39. DOI : 10.1038 / 476037a . PMID 21814269 . S2CID 27665903 .  
  11. ^ Хирш, JE; Клен, МБ; Марсильо, Ф. (15.07.2015). «Классы сверхпроводящих материалов: введение и обзор» . Physica C: сверхпроводимость и ее приложения . Сверхпроводящие материалы: обычные, нетрадиционные и неопределенные. 514 : 1–8. arXiv : 1504.03318 . Bibcode : 2015PhyC..514 .... 1H . DOI : 10.1016 / j.physc.2015.03.002 . ISSN 0921-4534 . S2CID 12895850 .  
  12. ^ «Классификация сверхпроводников» (PDF) . ЦЕРН .
  13. ↑ Weisskopf, Виктор Фредерик (1979). «Образование куперовских пар и природа сверхпроводящих токов» . DOI : 10,5170 / CERN-1979-012 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  14. ^ Ван Кэмп, Мишель; Фрэнсис, Оливье; Лекок, Томас (2017). «Запись гравитационной истории Бельгии» . Эос . 98 . DOI : 10.1029 / 2017eo089743 .
  15. ^ Ван Кэмп, Мишель; де Вирон, Оливье; Уотлет, Арно; Мерерс, Бруно; Фрэнсис, Оливье; Кодрон, Корентин (2017). «Геофизика на основе земных измерений силы тяжести с переменной во времени». Обзоры геофизики . 55 (4): 2017RG000566. Bibcode : 2017RvGeo..55..938V . DOI : 10.1002 / 2017rg000566 . ISSN 1944-9208 . 
  16. ^ Тинкхэм, Майкл (1996). Введение в сверхпроводимость . Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications, INC. Стр. 8. ISBN 0486435032.
  17. ^ Дроздов, А; Еремец, М; Троян, I; Ксенофонтов, В (17 августа 2015). «Обычная сверхпроводимость при 203 кельвина при высоких давлениях в системе гидрида серы». Природа . 525 (2–3): 73–76. arXiv : 1506.08190 . Bibcode : 2015Natur.525 ... 73D . DOI : 10,1038 / природа14964 . PMID 11369082 . S2CID 4468914 .  
  18. ^ Тинкхэм, Майкл (1996). Введение в сверхпроводимость . Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications, INC. Стр. 16. ISBN 0486435032.
  19. ^ RL Dolecek (1954). «Адиабатическое намагничивание сверхпроводящей сферы». Физический обзор . 96 (1): 25–28. Полномочный код : 1954PhRv ... 96 ... 25D . DOI : 10.1103 / PhysRev.96.25 .
  20. ^ H. Kleinert (1982). "Беспорядочная версия абелевой модели Хиггса и порядок сверхпроводящего фазового перехода" (PDF) . Lettere al Nuovo Cimento . 35 (13): 405–412. DOI : 10.1007 / BF02754760 . S2CID 121012850 .  
  21. ^ Дж. Хоув; С. Мо; А. Судбо (2002). «Вихревые взаимодействия и термически индуцированный кроссовер от типа I к сверхпроводимости типа II» (PDF) . Physical Review B . 66 (6): 064524. arXiv : cond-mat / 0202215 . Bibcode : 2002PhRvB..66f4524H . DOI : 10.1103 / PhysRevB.66.064524 . S2CID 13672575 .  
  22. ^ Лев Д. Ландау; Евгений М. Лифшиц (1984). Электродинамика сплошных сред . Курс теоретической физики . 8 . Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-2634-7.
  23. ^ Дэвид JE Callaway (1990). «О замечательной структуре сверхпроводящего промежуточного состояния». Ядерная физика Б . 344 (3): 627–645. Bibcode : 1990NuPhB.344..627C . DOI : 10.1016 / 0550-3213 (90) 90672-Z .
  24. ^ Камерлинг - Оннес, Хайка (1911). «Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. C. Об изменении электрического сопротивления чистых металлов при очень низких температурах и т. Д. IV. Сопротивление чистой ртути при гелиевых температурах» . Труды Секции наук . 13 : 1274–1276. Bibcode : 1910KNAB ... 13.1274K .
  25. ^ Dirk vanDelft & Peter Кес (сентябрь 2010). «Открытие сверхпроводимости» (PDF) . Физика сегодня . 63 (9): 38–43. Bibcode : 2010PhT .... 63i..38V . DOI : 10.1063 / 1.3490499 .
  26. ^ a b W. Meissner & R. Ochsenfeld (1933). "Ein neuer Effekt bei Eintritt der Supraleitfähigkeit". Naturwissenschaften . 21 (44): 787–788. Bibcode : 1933NW ..... 21..787M . DOI : 10.1007 / BF01504252 . S2CID 37842752 . 
  27. ^ Ф. Лондон и Х. Лондон (1935). "Электромагнитные уравнения сверхпроводника" . Труды Королевского общества Лондона . 149 (866): 71–88. Bibcode : 1935RSPSA.149 ... 71L . DOI : 10.1098 / RSPA.1935.0048 . JSTOR 96265 . 
  28. ^ "Лондонские уравнения" . Открытый университет . Проверено 16 октября 2011 .
  29. ^ Дж. Бардин; Л. Н. Купер и Дж. Р. Шриффер (1957). «Микроскопическая теория сверхпроводимости» . Физический обзор . 106 (1): 162–164. Полномочный код : 1957PhRv..106..162B . DOI : 10.1103 / PhysRev.106.162 .
  30. ^ а б Дж. Бардин; Л. Н. Купер и Дж. Р. Шриффер (1957). «Теория сверхпроводимости» . Физический обзор . 108 (5): 1175–1205. Полномочный код : 1957PhRv..108.1175B . DOI : 10.1103 / PhysRev.108.1175 .
  31. ↑ В. Л. Гинзбург и Л. Д. Ландау (1950). «К теории сверхпроводимости». Журнал экспериментальной и теоретической физики . 20 : 1064.
  32. ^ Э. Максвелл (1950). «Изотопный эффект в сверхпроводимости ртути». Физический обзор . 78 (4): 477. Bibcode : 1950PhRv ... 78..477M . DOI : 10.1103 / PhysRev.78.477 .
  33. ^ CA Рейнольдс; Б. Серин; WH Wright & LB Nesbitt (1950). «Сверхпроводимость изотопов Меркурия». Физический обзор . 78 (4): 487. Bibcode : 1950PhRv ... 78..487R . DOI : 10.1103 / PhysRev.78.487 .
  34. ↑ Н. Н. Боголюбов (1958). «Новый метод в теории сверхпроводимости». Журнал экспериментальной и теоретической физики . 34 : 58.
  35. ^ Горьков (1959). «Микроскопический вывод уравнений Гинзбурга — Ландау в теории сверхпроводимости». Журнал экспериментальной и теоретической физики . 36 : 1364.
  36. ^ М. Комбескот; В. В. Погосов, О. Бетбедер-Матибет (2013). «Анзац БКШ для сверхпроводимости в свете подхода Боголюбова и точной волновой функции Ричардсона – Годена». Physica C: сверхпроводимость . 485 : 47–57. arXiv : 1111.4781 . Bibcode : 2013PhyC..485 ... 47C . DOI : 10.1016 / j.physc.2012.10.011 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  37. ^ Бак, Дадли А. "Криотрон - сверхпроводящий компьютерный компонент" (PDF) . Лаборатория Линкольна, Массачусетский технологический институт . Проверено 10 августа 2014 .
  38. ^ GBYntema (1955). «Сверхпроводящая обмотка электромагнита». Физический обзор . 98 (4): 1197 Bibcode : 1955PhRv ... 98,1144. . DOI : 10.1103 / PhysRev.98.1144 .
  39. ^ JE Кюнцлер, Е. Бюлер, FLS Хсу и JH Верник (1961). «Сверхпроводимость в Nb3Sn при высокой плотности тока в магнитном поле 88 кгаусс». Письма с физическим обзором . 6 (3): 89–91. Полномочный код : 1961PhRvL ... 6 ... 89K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.6.89 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  40. ^ TG Berlincourt и RR хека (1962). «Исследования сверхпроводящих сплавов переходных металлов в импульсном магнитном поле при высоких и низких плотностях тока». Бюллетень Американского физического общества . II-7 : 408.
  41. ^ TG Berlincourt (1987). «Появление Nb-Ti как супермагнитного материала» (PDF) . Криогеника . 27 (6): 283–289. Bibcode : 1987Cryo ... 27..283B . DOI : 10.1016 / 0011-2275 (87) 90057-9 .
  42. ^ BD Джозефсон (1962). «Возможные новые эффекты в сверхпроводящем туннелировании». Письма по физике . 1 (7): 251–253. Bibcode : 1962PhL ..... 1..251J . DOI : 10.1016 / 0031-9163 (62) 91369-0 .
  43. ^ "Недавно открытое фундаментальное состояние материи, суперизолятор, было создано" . Science Daily . 9 апреля 2008 . Проверено 23 октября 2008 .
  44. ^ «Исследователи демонстрируют сверхпроводник, ранее считавшийся невозможным» . Phys.org . Проверено 8 декабря 2020 .
  45. ↑ Хашимото, Такахиро; Ота, Юичи; Цузуки, Акихиро; Нагасима, Цубаки; Фукусима, Акико; Касахара, Сигеру; Мацуда, Юдзи; Мацуура, Кохей; Мизуками, Юта; Шибаучи, Такасада; Шин, Шик; Окадзаки, Кодзо (1 ноября 2020 г.). «Сверхпроводимость бозе – эйнштейновской конденсации, вызванная исчезновением нематического состояния» . Успехи науки . 6 (45): eabb9052. DOI : 10.1126 / sciadv.abb9052 . ISSN 2375-2548 . PMC 7673702 . PMID 33158862 . Проверено 8 декабря 2020 .   
  46. ^ а б М. К. Ву; и другие. (1987). «Сверхпроводимость при 93 К в новой смешанной системе соединения Y – Ba – Cu – O при атмосферном давлении» . Письма с физическим обзором . 58 (9): 908–910. Bibcode : 1987PhRvL..58..908W . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.58.908 . PMID 10035069 . 
  47. ^ «Введение в жидкий гелий» . Криогеника и жидкостная отрасль . Центр космических полетов имени Годдарда, НАСА.
  48. ^ «Раздел 4.1« Воздушная пробка в заливной линии » » . Сверхпроводящий магнитометр для криогенной системы. Руководство . 2G предприятия. Архивировано из оригинала 6 мая 2009 года . Проверено 9 октября 2012 года .
  49. ↑ Алексей А. Абрикосов (8 декабря 2003 г.). «Сверхпроводники II типа и вихревая решетка» . Нобелевская лекция .
  50. ↑ Адам Манн (20 июля 2011 г.). «Высокотемпературная сверхпроводимость в 25: все еще в ожидании» . Природа . 475 (7356): 280–2. Bibcode : 2011Natur.475..280M . DOI : 10.1038 / 475280a . PMID 21776057 . 
  51. ^ Пайнс, Д. (2002), "Модель спиновых флуктуаций для высокотемпературной сверхпроводимости: прогресс и перспективы", Симметрия щели и флуктуации в высокотемпературных сверхпроводниках , Научная серия НАТО: B, 371 , Нью-Йорк: Kluwer Academic, стр. 111–142, DOI : 10.1007 / 0-306-47081-0_7 , ISBN 978-0-306-45934-4
  52. ^ П. Монту; А.В. Балацкий, Д. Пайнс (1991). «К теории высокотемпературной сверхпроводимости в антиферромагнитно коррелированных оксидах купрата» . Phys. Rev. Lett . 67 (24): 3448–3451. Bibcode : 1991PhRvL..67.3448M . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.67.3448 . PMID 10044736 . 
  53. ^ Голографическая двойственность в физике конденсированного состояния; Ян Заанен, Ян Лю, Я Сун К. Шальм; 2015, Cambridge University Press, Кембридж
  54. ^ А. Шиллинг; и другие. (1993). «Сверхпроводимость выше 130 К в системе Hg – Ba – Ca – Cu – O». Природа . 363 (6424): 56–58. Bibcode : 1993Natur.363 ... 56S . DOI : 10.1038 / 363056a0 . S2CID 4328716 . 
  55. ^ П. Дай; BC Chakoumakos; GF Sun; К.В. Вонг; и другие. (1995). «Синтез и нейтронографическое исследование сверхпроводника HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8 + δ путем замещения Tl». Physica C . 243 (3–4): 201–206. Bibcode : 1995PhyC..243..201D . DOI : 10.1016 / 0921-4534 (94) 02461-8 .
  56. ^ Хироки Такахаши; Кадзуми Игава; Казунобу Арии; Йоичи Камихара; и другие. (2008). «Сверхпроводимость при 43 К в слоистом соединении на основе железа LaO 1-x F x FeAs». Природа . 453 (7193): 376–378. Bibcode : 2008Natur.453..376T . DOI : 10,1038 / природа06972 . PMID 18432191 . S2CID 498756 .  
  57. ^ Адриан Чо (2014-10-30). «Обнаружено второе семейство высокотемпературных сверхпроводников» . Новости ScienceNOW Daily.
  58. ↑ Zhi-An Ren; и другие. (2008). «Сверхпроводимость и фазовая диаграмма в оксидах мышьяка на основе железа ReFeAsO1-d (Re = редкоземельный металл) без легирования фтором». EPL . 83 (1): 17002. arXiv : 0804.2582 . Bibcode : 2008EL ..... 8317002R . DOI : 10.1209 / 0295-5075 / 83/17002 . S2CID 96240327 . 
  59. ^ Ли, Иньвэй; Хао, Цзянь; Лю, Ханью; Ли, Янлин; Ма, Янмин (07.05.2014). «Металлизация и сверхпроводимость плотного сероводорода». Журнал химической физики . 140 (17): 174712. arXiv : 1402.2721 . Bibcode : 2014JChPh.140q4712L . DOI : 10.1063 / 1.4874158 . ISSN 0021-9606 . PMID 24811660 . S2CID 15633660 .   
  60. ^ Дроздов, А.П .; Еремец М.И. Троян ИА; Ксенофонтов, В .; Шилин, С.И. (2015). «Обычная сверхпроводимость при 203 кельвина при высоких давлениях в системе гидрида серы». Природа . 525 (7567): 73–6. arXiv : 1506.08190 . Bibcode : 2015Natur.525 ... 73D . DOI : 10,1038 / природа14964 . ISSN 0028-0836 . PMID 26280333 . S2CID 4468914 .   
  61. ^ a b c Вуд, Чарли. «Впервые достигнута сверхпроводимость при комнатной температуре» . Журнал Quanta . Проверено 29 октября 2020 .
  62. ^ Дроздов, А.П .; Kong, PP; Миньков ВС; Беседин, ИП; Кузовников, М.А. Mozaffari, S .; Balicas, L .; Балакирев Ф.Ф .; Graf, DE; Пракапенко, В.Б .; Greenberg, E .; Князев Д.А.; Ткач, М .; Еремец М.И. (2019). «Сверхпроводимость при 250 К в гидриде лантана при высоких давлениях». Природа . 569 (7757): 528–531. arXiv : 1812.01561 . Bibcode : 2019Natur.569..528D . DOI : 10.1038 / s41586-019-1201-8 . PMID 31118520 . S2CID 119231000 .  
  63. ^ Цао, юань ; Фатеми, Валла; Демир, Ахмет; Фанг, Шианг; Tomarken, Spencer L .; Луо, Джейсон Й .; Санчес-Ямагиши, JD; Watanabe, K .; Танигучи, Т. (05.03.2018). «Коррелированное поведение изолятора при половинном заполнении в сверхрешетках графена под магическим углом». Природа . 556 (7699): 80–84. arXiv : 1802.00553 . Bibcode : 2018Natur.556 ... 80C . DOI : 10.1038 / nature26154 . ISSN 1476-4687 . PMID 29512654 . S2CID 4601086 .   
  64. ↑ Кеннет Чанг (14 октября 2020 г.). «Наконец, первый сверхпроводник, работающий при комнатной температуре» . Нью-Йорк Таймс .
  65. ^ Разработка и полевые испытания первого в мире ротора ReBCO для ветрогенератора мощностью 3,6 МВт »Анн Берген, Расмус Андерсен, Маркус Бауэр, Герман Бой, Марсель тер Брейк, Патрик Брутсарт, Карстен Бюрер, Марк Далле, Йеспер Хансен и Герман ten Кейт, 25 октября 2019 г., Наука и технологии в области сверхпроводников.
  66. ^ Ислам; и другие. (2014). «Обзор гондолы морской ветряной турбины: технические проблемы, а также тенденции исследований и разработок» . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 33 : 161–176. DOI : 10.1016 / j.rser.2014.01.085 . hdl : 10453/33256 .
  67. ^ Линдер, Джейкоб; Робинсон, Джейсон, Вашингтон (2 апреля 2015 г.). «Сверхпроводящая спинтроника». Физика природы . 11 (4): 307–315. arXiv : 1510.00713 . Bibcode : 2015NatPh..11..307L . DOI : 10.1038 / nphys3242 . S2CID 31028550 . 
  68. ^ Томас; и другие. (2016). «Сверхпроводящие линии электропередачи - устойчивая передача электроэнергии с большим общественным признанием?» . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 55 : 59–72. DOI : 10.1016 / j.rser.2015.10.041 .
  69. ^ «Все Нобелевские премии по физике» . Nobelprize.org . Nobel Media AB 2014.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Стандарт МЭК 60050-815: 2000, Международный электротехнический словарь (IEV) - Часть 815: Сверхпроводимость
  • Хаген Кляйнерт (1989). «Линии сверхтока и вихря» . Калибровочные поля в конденсированных средах . 1 . World Scientific. ISBN 978-9971-5-0210-2.
  • Анатолий Ларкин; Андрей Варламов (2005). Теория флуктуаций в сверхпроводниках . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-852815-9.
  • Лебедь А.Г. (2008). Физика органических сверхпроводников и проводников . 110 (1-е изд.). Springer. ISBN 978-3-540-76667-4.
  • Жан Матрикон; Жорж Уэйсанд; Чарльз Глашауссер (2003). Холодные войны: история сверхпроводимости . Издательство Университета Рутгерса. ISBN 978-0-8135-3295-0.
  • «Физик открыл экзотическую сверхпроводимость» . ScienceDaily . 17 августа 2006 г.
  • Майкл Тинкхэм (2004). Введение в сверхпроводимость (2-е изд.). Dover Книги. ISBN 978-0-486-43503-9.
  • Терри Орландо; Кевин Делин (1991). Основы прикладной сверхпроводимости . Прентис Холл. ISBN 978-0-201-18323-8.
  • Пол Типлер; Ральф Ллевеллин (2002). Современная физика (4-е изд.). WH Freeman. ISBN 978-0-7167-4345-3.

Внешние ссылки [ править ]

  • Все о сверхпроводимости: свойства, исследования, приложения с видео, анимация, игры
  • Видео о сверхпроводниках типа I: R = 0 / температуры перехода / B - переменная состояния / эффект Мейснера / энергетическая щель (Джавер) / модель BCS
  • Лекции по сверхпроводимости (серия видеороликов, включая интервью с ведущими специалистами)
  • Сверхпроводящая магнитная левитация
  • YouTube Видео Левитирующий магнит
  • Пакет преподавания и обучения DoITPoMS - «Сверхпроводимость»