ابررسانایی حالتی از ماده است که با مقاومت الکتریکی صفر و نفوذپذیری دربر ابر میدان مغناطیسی مشخص میشود. مثلاً این پدیده هم اکنون در تصویرگیری پزشکی (دستگاههای MRI به کار میرود) و میتواند کاربردهای تماشایی در ترابری و ذخیرهی انرژی الکتریکی بدون اتلاف داشتهباشد، یعنی توسعهی دستگاههای ترابری مبتنی بر پرواز مغناطیسی، ارتباطات بیسیم، و حتی رایانههای کوانتومی.
با این همه این واقعیت که ابررسانایی فقط در دماهای بسیار کم صورت میگیرد، فعلاً کاربردهای آن را محدود ساخته است. در واقع، ابررسانایی هنگامی در سال 1911 کشف شد که توانستند راهی را برای مایع کردن هلیم در دمای 2/4 کلوین (C269- ) پیدا کنند (کشفی که جایزه نوبل فیزیک دو سال بعد به آن داده شد).
از پایان سالهای دههی 1980 (جایزهی نوبل فیزیک سال 1987) پژوهشگران موفق به یافتن مواد ابررسانایی `دما بالا` شدند. برخی از این ترکیبها را میتوان صرفاً با استفاده از نیتروژن مایع (K 77 یا C 196- ) ابررسانا ساخت. اکنون رکورد دمای بحرانی (دمای تغییر حالت که در کمتر از آن ابررسانایی به وقوع میپیوندد) 138K (C 135-) است. این گروه جدید ابررساناها که استفاده از آنها راحتتر و ارزانتر است، حرکت جدیدی را در مسابقهی یافتن دماهای بحرانی هر چه بالاتر به وجود آوردهاند که هدف نهایی آن یافتن موادی است که در دمای اتاق ابررسانا باشند. با این همه، برخی از پرسشهای بنیادی مانند این که چه عاملی سبب ابررسانایی در مقیاسهای میکروسکوپی میشود. یعنی، `الکترونهای این مواد چه رفتاری دارند`. تا کنون مانع از موفقیت پژوهشگران شده است.
گام های جدید در شناخت ابررسانایی
اخیرا ، پژوهشگران مرکز پژوهش های علمی فرانسه گامی دیگر در راهی به پیش رفتهاند که به ابررسانایی در دمای اتاق می انجامد. آنها سرشت فلزی گروهی از مواد ابررسانای دما بالا را آشکار ساختهاند. این نتیجه که در شمارهی 31 مه 2007 مجله نیچر چاپ شد، چیزی است که برای بیست سال بیصبرانه در انتظار آن بودند. این نتیجه راه را برای شناخت این پدیده هموار و توصیف نظری کامل آن را امکانپذیر میسازد.
پژوهشگران آزمایشگاه ملی که در مورد میدانهای مغناطیسی تپشی، به همراه پژوهشگران شربورگ کار میکنند، به خاطر مهارت و تجربهی خود در کار با میدانهای مغناطیسی قوی ` نوسانهای کوانتومی` را مشاهده کردهاند. آنها نمونههای خود را در معرض میدان مغناطیسی به بزرگی 62 تسلا (یک میلیون بار قویتر از میدان مغناطیسی زمین) در دماهای بسیار کم (بین K 5/1 و K 2/4( قرار دادند. میدان مغناطیسی حالت ابررسانایی را از بین میبرد و نمونه که اکنون در حالت عادی است، نوسان مقاومت الکتریکی بر حسب میدان مغناطیسی را از خود نشان میدهد. این نوع نوسان مشخصهی فلزات است، یعنی در نمونههای بررسی شده، الکترونها همانند فلزات رفتار میکنند.
پژوهشگران میتوانند از این کشف که بیست سال بیصبرانه در انتظارش بودند برای بهبود شناخت خود از ابررسانایی دما با او بهره بگیرند که تا کنون در برابر تمام تلاشهای انجام شده در جهت مدل دادن به آن مقاومت کرده است. این کشف برای نظم بخشیدن به نظریههای بسیاری که برای توصیف این پدیده مطرح شده، سودمند است و مبنای محکمی را برای ساختن نظریهای جدید به وجود میآورد. این کشف شرح مواد مؤثرتر، با دماهای بحرانی نزدیک به دمای اتاق را امکانپذیر میسازد.
برای دیدن اصل این خبر اینجا را کلیک کنید.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامهريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!