Суперпреводник је елемент или метална легура која, када се охлади испод одређене границе прага, материјал драматично губи сав електрични отпор. У принципу, суперпроводници могу да дозволе електрична струја да тече без икаквог губитка енергије (мада је у пракси идеалан суперпроводник веома тешко произвести). Ова врста струје назива се суперструја.
Гранична температура испод које материјал прелази у суправодичко стање је означена као Тц, што представља критичну температуру. Нису сви материјали претворени у суперпроводнике, а материјали који их имају имају своју вредност Тц.
Врсте суперпреводника
- Суперпреводници типа И дјелују као проводници на собној температури, али када се хладе испод Тц, молекуларно кретање унутар материјала се смањује довољно да се проток струје може несметано кретати.
- Суперпроводници типа 2 нису нарочито добри проводници на собној температури, прелаз у стање суперпроводника је постепенији од типа суперпроводника типа 1. Механизам и физичка основа за ову промену стања тренутно није у потпуности разумљив. Суперпроводници типа 2 су обично метална једињења и легуре.
Откриће суперпроводника
Суперпроводност је први пут откривена 1911. године, када се жива охладила на око 4 степена Келвина од стране холандског физичара Хеике Камерлингх Оннес, што му је донело Нобелову награду за физику 1913. године. У годинама од када се ово поље увелико проширило и откривени су многи други облици суправодича, укључујући суперпреводнике типа 2 у 1930-има.
Основна теорија суперпроводљивости, БЦС теорија, стекли су научници - Џон Бардеен, Леон Купер и Јохн Сцхриеффер - Нобелова награда за физику из 1972. године. Део Нобелове награде за физику из 1973. године припао је Брајану Јосепхсон, такође за рад са суперпроводношћу.
У јануару 1986. Карл Муллер и Јоханнес Беднорз открили су откриће које је извршило револуцију у начину на који научници мисле о суперпроводницима. Пре овог тренутка, разумевање је било да се суперпроводност манифестује тек када се охлади на близу апсолутна нула, али користећи оксид баријума, лантана и бакра, открили су да он постаје суперпроводник на приближно 40 степени Келвина. Ово је покренуло трку за откривањем материјала који су функционисали као суперпроводници на много вишим температурама.
У деценијама од тада, највиша температура која је достигнута била је око 133 степена Келвина (иако бисте могли да повисите и до 164 степена Келвина ако примените висок притисак). У августу 2015. године, часопис објављен у часопису Натуре, известио је о открићу суперпроводљивости на температури од 203 степена Келвина када је под високим притиском.
Примене суперпреводника
Суперпроводници се користе у разним применама, али најистакнутије у структури Великог хадронског сударача. Тунели који садрже снопе набијених честица окружени су цијевима које садрже снажне суперпроводнике. Суперструји који пролазе кроз супер-проводнике генеришу интензивно магнетно поље, кроз електромагнетна индукција, који се могу користити за убрзање и усмеравање тима по жељи.
Поред тога, суперпроводници су изложени Меисснер ефекат у коме они укидају сав магнетни ток унутар материјала, постајући савршено дијамагнетни (откривен 1933). У овом случају, линије магнетног поља заправо путују око хлађеног суправодича. То се својство суправодича често користи у експериментима са магнетном левитацијом, попут квантног закључавања који се види у квантној левитацији. Другим речима, ако Повратак у будућност Ховербоардс у стилу икада постају стварност. У мање свакодневној примени, суперпроводници играју улогу у модерном напретку у возови за магнетну левитацију, који пружају снажну могућност за брзи јавни превоз који се заснива на електричној енергији (што може бити) произведено коришћењем обновљиве енергије) за разлику од необновљивих струјних опција попут авиона, аутомобила и на угаљ возови.
Уредио Др Анне Марие Хелменстине