Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Сверхпроводимость — фазовый переход вещества, при котором ниже определённой температуры исчезает электрическое сопротивление и магнитное поле вытесняется из объёма проводника. Это не идеальный проводник, а особое квантовое состояние материи. Сверхпроводники лежат в основе мощных магнитов МРТ-томографов, ускорителей частиц и квантовых вычислений.
Явление открыл голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес в 1911 году в Лейдене: ртуть при охлаждении до 4,2 K (жидкий гелий) скачком теряла электрическое сопротивление. За это и сжижение гелия учёный получил Нобелевскую премию по физике в 1913 году. С тех пор сверхпроводимость стала одним из наиболее изучаемых явлений физики конденсированного состояния.
Природу классической сверхпроводимости в 1957 году объяснили Джон Бардин, Леон Купер и Джон Шриффер (теория БКШ, Нобелевская премия 1972). Согласно ей, электроны в металле образуют связанные куперовские пары через обмен фононами — колебаниями кристаллической решётки.
Куперовские пары имеют целочисленный спин и подчиняются статистике Бозе–Эйнштейна. При T < Tc они образуют когерентный конденсат, описываемый единой волновой функцией. Это приводит к нулевому сопротивлению, эффекту Мейснера и квантованию магнитного потока (квант Φ₀ = h/2e ≈ 2,068·10⁻¹⁵ Вб).
В 1933 году Вальтер Мейснер и Роберт Оксенфельд обнаружили, что сверхпроводник полностью вытесняет магнитное поле из объёма (B = 0), а не просто сохраняет первоначальное распределение. Это идеальный диамагнетизм с магнитной восприимчивостью χ = −1.
Глубина проникновения Лондонов: λL = √(m / μ₀·ns·e²), где m, e — масса и заряд электрона, ns — концентрация сверхпроводящих носителей. Поле спадает экспоненциально в тонком приповерхностном слое толщиной 50–500 нм.
Эффект Мейснера приводит к устойчивой левитации постоянного магнита над сверхпроводником (или сверхпроводника над магнитом — эффект «закрепления потока» в сверхпроводниках II рода). На этом построены проекты транспортных систем магнитной левитации MAGLEV.
В 1986 году Йоханнес Беднорц и Карл Мюллер открыли высокотемпературную сверхпроводимость в купратах La-Ba-Cu-O (Нобелевская премия 1987). В 1987 году соединение YBa₂Cu₃O₇ (YBCO) показало Tc = 93 K — впервые выше точки кипения жидкого азота 77 K, что радикально удешевило эксплуатацию.
Вывод. Сверхпроводимость — макроскопическое квантовое явление, объединяющее нулевое сопротивление и эффект Мейснера. Низкотемпературные сплавы NbTi и Nb₃Sn остаются рабочей лошадкой сверхпроводящих магнитов МРТ и ускорителей, а высокотемпературные купраты и MgB₂ открывают путь к компактным магнитам и силовой электроэнергетике с охлаждением жидким азотом. Технология остаётся ключевой для медицинской диагностики, фундаментальной науки и квантовых вычислений.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.