Үтә үткәрүчәнлек

Очучы магнит Югары температуралы гадәттән тыш үткәргеч өстендә - левитация күренеше

YBCO Гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәлендә левитация (очу) күренеше

Гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәленә күчкәндә җылысыешлык (c_v, зәңгәр сызык) һәм чагыштырма каршылык (ρ, яшел) үзгәреше.

Гадәттән тыш үткәрүчәнлек (tat.lat. Ğädättän tış ütkärüçänlek) — кайбер җисемнәрнең төп-төгәл нуль электр каршылыгы чик температурасы түбәнрәк ия булуының үзенчәлеге. Гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәленә әйләнүче берничә йөз кушылма, керамик, эретмә, чиста элемент билгеле.

Гадәттән тыш үткәрүчәнлек - квант күренеш. Ул Мейсснер эффекты белән сыйфатлана. Мейсснер эффекты - гадәттән тыш үткәргеч күләменнән магнит кыр тулысынча этеп чыгару күренеше.

1986—1993 елларда югары температуралы гадәттән тыш үткәргечләр ачыла. Югары температуралы гадәттән тыш үткәргечләр сыек һелий температурасында (4.2 К) гына түгел, ә сыек азот кайнау температурасында (77 К) файдалану мөмкинлеген бирә. Сыек азот сыек һелийга караганда шактый арзанрак.

Гадәттән тыш үткәрүчәнлек 1911 елда Һолланд физигы Хейке Камерлинг-Оннес тарафыннан ачыла.

Югары температуралы гадәттән тыш үткәрүчәнлек 1986 елда керамик җисемнәрдә Карл Мюллер и Георг Беднорц тарафыннан ачыла.

Әлегә иң зур чик температурасы 138 К Hg—Ba—Ca—Cu—O(F) гадәттән тыш үткәргечендә ачыла, 400 кбар басымында 166 К температурасына ирешә.

Көчле магнит кыры әлеге температурада гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәлен бетерә, шушы чик магнит кыры Н_c билгеләнә. Чик магнит кыры температурадан бәйлелеге тигезләмә тасвирлый:

$H_{c}(T)=H_{c0}\left(1-{\frac {T^{2}}{T_{c}^{2}}}\right)$

$H_{c0}$ — чик магнит кыры

$T_{c}$ — чик температурасы

Чик электр тогы $j_{c}$ чик магнит кырын булдырып гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәлен бетерә.

Гадәттән тыш үткәргечләрнең ике төре бар. II-төре гадәттән тыш үткәргечләрнең ике чик магнит кыры бар: Н_c1 кырында гадәттән тыш үткәргеч эченә Абрикосов өермәсе керә, Н_c2 кыры гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәлен бетерә.

Гадәттән тыш үткәрүчәнлек сәбәпләре

Түбән температуралы гадәттән тыш үткәрүчәнлек Бардин-Купер-Шрифер теориясе белән тасвирлана. Шушы теория буенча ике электрон каршы спин белән фонон алышуына аркасында Купер-пары ягъни бозон барлыкка килә. Шушы бозоннар Бозе-Эйнштейн туплавына күрә кристалл рәшәткәсендә сибелми, шуңа күрә электр каршылыгы нуль була. Купер-пары эчке үзара бәйләнеш энергиясе дәрман ярыгы булып исемләнә. Гадәттән тыш үткәрүчәнлек күренеше бетерү өчен Купер-парын өзәргә кирәк ягъни температурадан яки тышкы кырдан куелган энергия дәрман ярыгыдан зуррак булырга тиеш.

Шулай итеп:

электрон-фонон потенциалы яки гадәттән тыш үткәрүчәнлек дәрман ярыгы E :

$E=3.52k_{B}T_{c}{\sqrt {1-(T/T_{c})}}$

кайда T_c - чик температурасы

гадәттән тыш үткәрүчәнлек хәленә күчү температурасы:

$k_{B}\,T_{c}=1.14E_{D}\,{e^{-1/N(0)\,V}}.\,$

N(0) - Ферми энергиясендә электрон тыгызлыгы

E_D - Дебай энергиясе

Түбән температуралы гадәттән тыш үткәрүчәнлекне БКШ теориясе яхшы тасвирлый, ләкин Югары температуралы гадәттән тыш үткәрүчәнлекнең тулы теориясе әлегә юк.

Совет һәм Русия галимнары - Ландау, Гинзбург, Абрикосов - гадәттән тыш үткәрүчәнлек тикшерүләренә зур кертем ясадылар. Шуның өчен алар Нобель бүләгенә лаек булдылар.

Тышкы сылтамалар

• Гинзбург В. Л. Сверхтекучесть и сверхпроводимость во Вселенной // УФН. — 1969. — Т. 97.
• Левин А. Без всякого сопротивления // Популярная механика. — 2011. — № 8.
• Открытие сверхпроводимости — глава из книги Дж. Тригг «Физика ХХ века: Ключевые эксперименты»
• Сверхпроводниковые электрогенераторы, трансформаторы и линии электропередачи
• О роли нулевых колебаний в образовании сверхпроводящего и сверхтекучего состояний