Сверхпроводник — материал , электрическое сопротивление которого при понижении температуры до некоторой величины T _c становится равным нулю ( сверхпроводимость ). При этом говорят, что материал приобретает «сверхпроводящие свойства» или переходит в «сверхпроводящее состояние».

В настоящее время проводятся исследования в области сверхпроводимости с целью повышения температуры T _c ( высокотемпературная сверхпроводимость ).

История

В 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии её сопротивление сначала меняется постепенно, а затем при температуре 4,1 К резко падает до нуля.

Сверхпроводник наименьшего размера был создан в 2010 году на основе органического сверхпроводника (BETS) ₂ GaCl ₄ , где аббревиатура «BETS» означает . Созданный сверхпроводник состоит всего из четырёх пар молекул этого вещества при общей длине образца порядка 3,76 н м .

Свойства сверхпроводников

В зависимости от свойств сверхпроводники делят на три группы:

• ;
• ;
• сверхпроводники II (второго) рода .

Фазовый переход в сверхпроводящее состояние

Переход вещества в сверхпроводящее состояние сопровождается изменением его тепловых свойств. Однако, это изменение зависит от рода рассматриваемых сверхпроводников. Так, для сверхпроводников Ι рода в отсутствие магнитного поля теплота перехода (поглощения или выделения) из сверхпроводящего состояния в обычное равна нулю, а следовательно терпит скачок теплоёмкость , что характерно для фазового перехода ΙΙ рода.

Эффект Мейснера

Даже более важным свойством сверхпроводника, чем нулевое электрическое сопротивление, является так называемый эффект Мейснера , заключающийся в выталкивании сверхпроводником магнитного потока. Из экспериментального наблюдения данного факта делается вывод о существовании незатухающих токов около поверхности сверхпроводника, которые создают внутреннее магнитное поле, противоположно направленное внешнему, приложенному магнитному полю и компенсирующее его.

Таблица сверхпроводников

В представленной ниже таблице перечислены некоторые сверхпроводники и характерные для них величины критической температуры ( T _c ) и предельного магнитного поля ( B _c ).

Название материала	Критическая температура ${\displaystyle T_{c}}$ , К	Критическое поле ${\displaystyle B_{c}}$ , Тл	Год опубликования обнаружения сверхпроводимости
Pb ( свинец )	7,26	0,08	1913
Sn ( олово )	3,69	0,031	1913
Ta ( тантал )	4,38	0,083	1928
Al ( алюминий )	1,18	0,01	1933
Zn ( цинк )	0,88	0,0053
W ( вольфрам )	0,01	0,0001
Ведутся поиски по теоретической модели
Сверхпроводники II рода
Nb ( ниобий )	9,20	0,4	1930
V 3 Ga	14,5	>35
Nb 3 Sn	18,0	>25
(Nb 3 Al) 4 Ge	20,0
Nb 3 Ge	23
GeTe	0,17	0,013
SrTiO 3	0,2—0,4	>60
MgB 2 ( диборид магния )	39	?	2001
H 2 S ( сероводород )	203	72	2015

Применение

Этот раздел статьи ещё не написан . Здесь может располагаться отдельный раздел. Помогите Википедии, написав его. ( 13 мая 2018 )

• Квантовый компьютер использует кубиты, основанные на сверхпроводниках.
• Сверхпроводники также используют для создания мощного магнитного поля , к примеру ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor; М еждународный э кспериментальный т ермоядерный р еактор), в котором сверхпроводники, создавая магнитное поле, удерживают высокотемпературную плазму, не давая ей контактировать со стенками реактора.
• Сверхпроводники используются в ЯМР-томографах (ЯМР — ядерный магнитный резонанс ).
• Сверхпроводники используются в сверхмощных турбогенераторах КГТ-20 и КГТ-1000 на основе сверхпроводимости , , и при разработке .
• Сверхпроводники используются в соленоидах сверхпроводящих магнитов .
• Сверхпроводники используются для изготовления сверхпроводящих проводов .

См. также

• Высокотемпературная сверхпроводимость
• Станнид триниобия
• Ниобий-титан
• YBCO

Литература

• Hirsch J.E., Maple M.B., Marsiglio F. Superconducting materials classes: Introduction and overview // Physica C: Superconductivity and its Applications. — 2015. — Vol. 514. — P. 1-8. — ISSN . — doi : .
• Hamlin J.J. Superconductivity in the metallic elements at high pressures // Physica C: Superconductivity and its Applications. — 2015. — Vol. 514. — P. 59-76. — ISSN . — doi : .
• White B.D., Thompson J.D., Maple M.B. Unconventional superconductivity in heavy-fermion compounds // Physica C: Superconductivity and its Applications. — 2015. — Vol. 514. — P. 246-278. — ISSN . — doi : .
• Kubozono Yoshihiro, Goto Hidenori, Jabuchi Taihei, Yokoya Takayoshi, Kambe Takashi, Sakai Yusuke, Izumi Masanari, Zheng Lu, Hamao Shino, Nguyen Huyen L.T., Sakata Masafumi, Kagayama Tomoko, Shimizu Katsuya. Superconductivity in aromatic hydrocarbons // Physica C: Superconductivity and its Applications. — 2015. — Vol. 514. — P. 199-205. — ISSN . — doi : .
• Griveau Jean-Christophe, Colineau Éric. Superconductivity in transuranium elements and compounds // Comptes Rendus Physique. — 2014. — Vol. 15. — P. 599-615. — ISSN . — doi : .
• Черноплеков Н. А. Сверхпроводящие материалы в современной технике // «Природа» , 1979.— № 4.
• Антонов Ю. Ф. , Данилевич Я.Б. Криотурбогенератор КТГ-20 : опыт создания и проблемы . — М. : Физматлит, 2013. — 600 с. — ISBN ISBN 978-5-9221-1521-6 .
• Глебов И. А. Турбогенераторы с использованием сверхпроводимости. — Л. : Наука : Ленингр. отд-ние, 1981. — 231 с.

• Уилсон М. Сверхпроводящие магниты. — М. : Энергия, 1985. — 405 с.

• Гуревич А. Вл. Физика композиционных сверхпроводников. — М. : Наука, 1987. — 240 с.

• Пан В. М. Металлофизика сверхпроводников. — Киев: Наук. думка, 1984. — 189 с.

Примечания

Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных ссылок bse.sci-lib.com/article100164.html