Асқын өткізгіш металдар мен құймалар

1911 ж. Голландияда Камерлинг-Оннес сұйық гелийдің қайнау температурада (4.2 К) сынаптың меншікті электр кедергісінің нольге дейін азаятынын ашты. Асқынөткізғіш күйге ауысу секірмелі түрде қандай да бір кризистік температурада өтеді. 1987 ж. дейін кризистік температурасы әртүрлі 500-ге жуық металдар мен құймалар белгілі болды.

Материал Al V In Nb Sn Pb

, K 1.19 5.4 3.4 9.46 3.72 7.18

Асқын өткізгіштерді (АӨ) кәдімгі өткізгіштерден ажырататын екі маңызда эффектісі бар. Бұл – асқын өткізгіштегі температурада өшпейтін тұрақты ток және осы температуралар облысындағы асқын өткізгіштің идеал магнетизмі (Мейснер-Оксенфельд эффектісі).

Өшпейтін ток. Егер металл сақинада электр тогын тудырса, онда бөлме температурасында ол тез өшеді, себебі ток жылу жоғалтумен қатар жүреді. Температура нольге тең болса (Т 0) асқын өткізгіштегі ток өшпейді. Бір тәжірибеде ток 2,5 жыл бойы айналып жүрген. Ток кедергісіз ағатын болғандықтан және токтың бөлетін жылу мөлшері , ал , жылу жоғалту жоқ. Бірақ сәуле шығаруға жұмсалуы мүмкін. Себебі электрондар шеңбер бойымен қозғалып, оларға орталықтан тартқыш үдеу беріледі, бұл сәуле шығарумен бірге жүреді. Бірақ сәуле жоқ, себебі мұнда атомдағыдай электрондар жиыны – ток квантталады, дискретті мәндерге ие болады.

Мейснер-Оксенфельд эффектісі. 1933 ж. ашылған, оның негізі - температурада сыртқы магнит өрісі асқын өткізгіш қабатына ене алмайды. Тәжірибе жүзінде бұл температурада диамагнетикке ұқсас магнит өрісінен асқын өткізгішті сыртқа шығару түрінде байқалады. Қалыңдығы 10 нм беттік қабатта сыртқы магнит өрісі тұрақты ток туғызады, бірақ жылулық және сәулелік жоғалту жоқ, сондықтан осы ток айналасында тұрақты өшпейтін өз магнит өрісі пайда болады. Ол сыртқы өріске қарама-қарсы және қабатты сыртқы магнит өрісінен экрандайды. қандай да бір дейін көбейгенде асқын өткізгіштік бұзылады. мәні әртүрлі АӨ-тер үшін эрстед аралығында жатады.

Қарастырылған 1-текті АӨ-ден басқа 1957 ж. А.А.Абрикосов пен А.В.Шубников 2-текті АӨ-терді ашты. Оларда сыртқы магнит өрісі мәніне жеткенде, ол үлгіге еніп, жылдамдығы -қа перпендикуляр электрондар Лоренц күшінің әсерінен шеңбер бойымен қозғала бастайды. Құйындық жіптер пайда болады. Жіп бағаны қалыпты, асқын өткізбейтін металл болып шығады, оның айналасында асқын өткізгіштікті беретін электрондар қозғалады. Нәтижесінде 2 – асқын өткізгіш және қалыпты фазалардан тұратын аралас АӨ алынады. Бірақ басқа жеткенде жіптер тарқатылып, жақындап, АӨ күй толық бұзылады. АӨ-тері үшін эрстед.

Төмен температуралық АӨ-тердің практикада қолданылуының басты қиындығы – оларды терең салқындату қажеттілігі. Бұл үшін сұйық гелийді пайдаланатын криогенді қондырғылар қажет – бұл өте қымбат. Бірақ бұл бағытта асқын өткізгіш магниттер - құймасынан жасалған салқындатылатын соленоид белгілі. Изоляция ретінде – мыс, ол 4,2 К-де асқын өткізгіш болмайды. Мұндай АӨ магниттер өте жоғары магнит өрісін береді (200 кЭс). берген магнит өрісі Э. Үлкен АӨ магниттер ядролық бөлшектерді үдеткіштерде қолданылады.

Гелиймен салқындатылатын АӨ магниттердің массасы және өлшемдері кіші, сондықтан олар медициналық томографтарда әртүрлі адам мүшелерін жарықтандыру үшін қолданылады.

Магнит төсеніштегі жылдамдығы өте жоғары поездар жасау Мейснер эффектісіне негізделген. Электр энергияларының желілерін АӨ сымдар арқылы беру де өте перспективті.