Суперпроводљивост или суперпроводност је појава код извесних материјала на ниским температурама која се карактерише са: потпуним одсуством електричног отпора (R=0), или потпуним одсуством магнетног поља у унутрашњости тог материјала (Мајснеров ефекат).
Тиме се за суперпроводнике каже да су то идеални проводници и идеални дијамагнетици. Суперпроводност се јавља испод критичне температуре Tc, која се разликује за различите материјале. На температурама вишим од критичне материјали се враћају у своју основну фазу. Суперпроводност има манифестације које су интересантне широј јавности и често се користе у популаризацији науке. Један од таквих макроскопских манифестација је у виду Мајснеровог ефекта када суперпроводници истискују из себе магнетно поље. Суперпроводност се манифестује и у виду непрекидног протицања струје кроз затворено коло ако се температура одржава испод критичне.
За разлику од обичног металног проводника, чији отпор постепено опада како се његова температура снижава чак и до скоро апсолутне нуле, суперпроводник има карактеристичну критичну температуру испод које отпор нагло пада на нулу. Електрична струја кроз петљу од суправодљиве жице може трајати бесконачно без извора напајања.
Историјски, постоје три теорије суперпроводности:
Суперпроводност се појављује код разних материјала, укључујући и једноставне елементе попут калаја и алуминијума, неке маталне легуре, и високодопиране полупроводнике, као и извесна керамичка једињења која садрже нешто атома бакра и кисеоника. Друга врста једињења, позната као купрати, су високотемпературни суперпроводници. Суперпроводност се не појављује код племенитих метала попут злата и сребра, нити код феромагнетних метала попут гвожђа (мада гвожђе може да се претворити у суперпроводник ако се подвргне врло високим притисцима).
Поред класичних суперпроводника, постоји и класа материјала, позната као неконвенционални суперпроводници, код које се јавља суперпроводност, али чија су физичка својства у супротности са теоријом конвенционалних суперпроводника. Наиме, високотемпературни суперпроводници, откривени 1986, показују особину суперпроводљивости на температурама далеко вишим него што би то било могуће по конвенционалној теорији (ипак, ова температура је још увек далеко испод собне температуре). Тренутно не постоји целовита теорија високотемпературне суперпроводности.
Супстанца | Критична температура у K | Критична температура у °C |
---|---|---|
волфрам | 0,012 | −273,139 |
галијум | 1,091 | −272,059 |
алуминијум | 1,14 | −272,01 |
жива | 4,153 | −268,997 |
тантал | 4,483 | −268,667 |
олово | 7,193 | −265,957 |
ниобијум | 9,5 | −263,65 |
AuPb | 7,0 | −266,15 |
Техницијум | 11,2 | −266,07 |
MoN | 12,0 | −261,15 |
PbMo6S8 | 15 | −258,15 |
K3C60 | 19 | −254,15 |
Nb3Ge | 23 | −250,15 |
La2CuO4 | 35 | −238,15 |
MgB2 | 39 | −234,15 |
Cs3C60 | 40 | −233,15 |
Bi2Sr2CaCu2O8 | 92 | −181,15 |
YBa2Cu3O7-x; x ~ 0,2 | 93 | −180,15 |
Bi2Sr2Ca2Cu3O10 | 110 | −163,15 |
HgBa2Ca2Cu3O8+x | 133 | −140,15 |
Спарени електрони не могу индивидуално добити или изгубити мале количине енергије, као што би могли у делимично попуњеној проводној зони. Њихово спаривање ствара енергијски процеп у дозвољеним квантним нивоима, а на ниским температурама не постоји довољно енергије судара да се овај процеп прескочи. Према томе електрони могу слободно да се крећу кроз кристал без икакве размене енергије кроз сударе, то јест са нултим отпором.
Једна од могућих користи суперпроводника је та што би помоћу њих било могуће да се електрична енергија чува дуго времена, практично без утрошака. Ипак да би се суперпроводници користили у пракси, потребно је да „функционишу“ на температурама приближним собним (иначе би их утрошак енергије за хлађење учинио непрактичним). Зато већ дуги низ година научници раде на стварању суперпроводника који раде на све вишим температурама.
This article uses material from the Wikipedia Српски / Srpski article Суперпроводност, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Садржај је доступан под лиценцом CC BY-SA 4.0 осим ако је другачије наведено. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Српски / Srpski (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.