کشف جدید، ابر‌رسانایی در دمای ۲۰۳ درجه کلوین

ابر‌رسانایی از جمله موضوعاتی است که امروزه در فیزیک مدرن و کوانتومی از آن یاد می شود و عامل به سزایی برای جابه جایی مرز های علم است.مواد ابررسانا(superconditivity)، موادی هستند که پس از یک دمای بحرانی خواصی فوق العاده پیدا می کنند.از جمله این خواص تبدیل شدن ماده به یک دیامغناطیس است(اثر مایسنر).همچنین یک ابررسانا مقاومت الکتریکی صفر دارد.

در حوزه ی ابررسانایی هنوز نظریه ای که بتواند تمام جوانب این پدیده را توجیه کند، وجود ندارد اما مهمترین نظریه در این خصوصُ نظریه BCS است که از ابتدای اسم سه دانشمند جان باردین، لئون کوپر و رابرت شریفر  گرفته شده است.در نظریه BCS، دو الکترون با اسپین مخالف، که دارای بار منفی هستند (بر خلاف انتظار) همدیگر را جذب می‌کنند و جفت کوپر را تشکیل می‌دهند، علت این نیروی جاذبه برهمکنش فونون-الکترونها می‌باشد. برای تشکیل جفتهای کوپر دمای پایین خاصی احتیاج است.طبق این نظریه هرچه عنصر سبکتر باشد، بهتر به خاصیت ابررسانایی می رسد.پس هیدروژن به عنوان سبکترین عنصر جدول تناوبی می تواند یک ابررسانا با بازده بالایی باشد.
بر این اساس گستره ای از ابررسانایی همچنان بدون توجیه باقی می ماند که به این دسته، ابررسانایی نامتعارف می گویند.

از این خواص میتوان در شتاب دهنده ذرات، MRI، قطار های معلق سریع السیر و هر کاربردی که در حوزه ی رسانایی الکتریکی باشد، استفاده کرد.

ابر‌رسانایی در موادی نظیر آلومینیوم،قلع،آلیاژ ها و …. پدیدار می شود.

_عناصر جدول تناوبی که خاصیت ابررسانایی دارند.

_ برخی مواد ابررسانا و دمای بحرانی آنان

اما مسئله اصلی پیدا کردن ماده ای است که در دمایی قابل دسترس به ابررسانا تبدیل شود، تا بتوان کاربرد های آن را در سطح گسترده و صنعتی مورد استفاده قرار داد.

از سال ۱۹۱۱ که دانشمند هلندی، هایک کمرلینگ اونز، این پدیده را کشف کرد، تا سال های اخیر که هر دانشمندی در این زمینه به دنبال کشفی جدید به نام خودش و به کام دنیای علم است، سعی بر این بوده است که ابررسانایی در دمای اتاق کشف شود.

بیشترین دمایی که تا سال های اخیر  برای این منظور کشف شد، دمای ۱۸۴ درجه کلوین بوده است که از ترکیب باریم،اکسیژن، کلسیم، تالیوم، جیوه و مس فراهم آمده است.

به تازگی دانشمند آلمانی ،میکائیل ارتمس، در موسسه شیمی ماکس پلانک به همراه همکارانش به خاصیت ابررسانایی در هیدروژن سولفاید(H2S) آن هم در دمای ۲۰۳ درجه کلوین(معادل -۷۰ درجه سلسیوس) پی برده اند.
ارتمیس در این باره می گوید:« از دیدگاه نظری هیچ محدوده ای برای گذار دما در ابررساناهای متعارف وجود ندارد، و نتایج تجربی ما نیز پاسخی امیدوار کننده برای وجود ابررسانایی در دمای اتاق است».
این خاصیت، در فشار ۱.۵ میلیون بار(۱۵۰ گیگاپاسکال) پدید می آید که این فشار، توسط قرارگیری هیدروژن سولفاید در سلول سندان الماس به وجود می آید.

در این سخنرانی جالب Boaz almog در ted ‌می‌توانید کمی بیشتر در مورد ابررسانا ها بخوانید. همچنین در آینده بیشتر در مورد ابررسانا‌ها مینویسیم


منابع:

http://psi.ir/news2_fa.asp?id=1854

http://www.tutorvista.com/content/physics/physics-iv/current-electricity/superconductivity.php

https://en.wikipedia.org/wiki/BCS_theory

 

 

 

حسین دارستانی

نویسنده: حسین دارستانی

حسین دارستانی، دانش آموز سوم ریاضی دبیرستان علامه حلی تهران. علاقمند به فیزیک HV و نانو و مدیریت. از نظرم "تغییر" رکن اساسی زندگی هر انسانه.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *