February 16
I superconduttori sono materiali che conducono l'elettricità senza resistenza. Scoperto nel 1911, non è stato fino al 1957 che una spiegazione accettabile di loro strano comportamento è stato proferita. Anche allora, ci sono voluti altri 30 anni per superconduttori che conducono al di sopra della temperatura dell'azoto liquido, 77 gradi Kelvin, per essere trovato. I fisici ora ritengono superconduttori possono trovare che la condotta a temperatura ambiente. Il tentativo di raggiungere la temperatura ambiente la superconduttività è in corso e richiede una costante revisione dei concetti e delle idee superconduttori.
La caratteristica più osservabile del superconduttore è completa perdita di resistenza misurabile ad una temperatura detta temperatura di transizione del superconduttore particolare. Superconduttori inoltre non consentono campi magnetici di penetrare loro. Questo porta alla loro respingere campo, un fenomeno chiamato effetto Meisner. Come risultato superconduttori galleggiare sopra un magnete. Questo è ora utilizzato come un test molto semplice per un superconduttore.
Leon Cooper, un fisico, calcolato che gli elettroni che normalmente si respingono l'un l'altro si attraggono in un superconduttori coppie di elettroni state.Such sono chiamati coppie di Cooper. Quando coppie di Cooper muovono in armonia in un ambiente di fononi - reticolo vibrazioni di materiali - conduce ad attrito il movimento correlata di elettroni chiamato superconduttività. Questi concetti e le idee sono stati sviluppati da un trio di John Bardeen, Leon Cooper e John Schrieffer. Si chiama la teoria BCS. Ha spiegato la superconduttività in termini di meccanica quantistica e dei tre uomini ha ottenuto il premio Nobel per la fisica nel 1972.
Per lungo tempo la temperatura di transizione più alta appeso a 23 gradi Kelvin. Poi, nel 1986, John Bednorz e Alex Muller, due fisici in Svizzera, drogati del materiale isolante in ceramica - ossido di rame di lantanio - con bario metallo e il nuovo materiale è diventato un superconduttore a 30 gradi Kelvin. Altri, come Paul Chu, il miglioramento in questo sforzo per ottenere temperature di transizione ancora più elevate, fino a 164 Kelvin dal 1990. Bednorz e Muller hanno condiviso il premio Nobel per la fisica 1987.
Ferromagnetismo e la superconduttività sono stati visti come fenomeni antagonisti. L'inizio del 21 ° secolo ha visto una drastica revisione di tale idea. I nuovi superconduttori sono stati scoperti che la co-esistenza con ferromagnetismo. Il ferro è un elemento ferromagnetico noto. Nel 2008, superconduttori a base di ferro con elevata temperatura di transizione, fino a 55 gradi Kelvin, sono stati scoperti. Molti fisici ora ritengono spin elettronico contribuisce alla superconduttività, proprio come carica dell'elettrone. Il contributo esatto di ciascuno è ancora da determinare.
Attualmente superconduttori noti lavorano a circa 77 gradi Kelvin se alcuni materiali raggiungono 164 Kelvin. La sfida è quella di produrre superconduttori che funzionano a 300 gradi Kelvin, la temperatura ambiente. Molti fisici ora credono che sia realizzabile. Conferenze si sono tenute, i documenti e le nuove idee proposte e presentato su come raggiungere la superconduttività a temperatura ambiente. Tuttavia il campo è ancora in attesa di una teoria specifica materiali accettabili. Una tale teoria mostrerà il modo per scoprire i superconduttori da disegno piuttosto che per Serendipity. La teoria è necessario anche per spiegare e unificare le scoperte superconduttività da BCS. Dovrebbe anche essere in grado di prevedere nuovi superconduttori ad alta temperatura, compresa superconduttori a temperatura ambiente.