مترجم: احمد رازیانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
ابر رساناهای نوع II با این خاصیت مشخص میشوند كه اگر میدان مغناطیسی اعمال شده بر آنها از حد معینی بیشتر شود، میدان به صورت گردشارههای جایگزیده به درون ماده ابررسانا نفوذ میكند. در فاصله نسبتاً زیاد از این گردشارهها، ماده همچنان ابررساناست، اما در همسایگی گردشارهها خاصیت ابررسانای از بین میرود.
اگر گردشارهها ساكن باشند، حركت جریان بدون مقاومت از ماده ابررسانا ممكن میشود. اما حركت گردشارهها، كه با افزایش دما بیشتر میشود، باعث اتلاف اهمی در ماده میشود و مزیت ابررسانا را كمرنگ میكند.
یكی از راههایی كه برای حل مسئله به نظر میرسد، كوچك نگه داشتن میدان مغناطیسی است، به طوری كه تعداد گردشارهها كم شود و قسمت زرگتری از ماده ابررسانا بماند. اما این كار برای بسیاری از كاربردهای بالقوه، مثلاً موتورهای ابررسانا، مغناطیسهای قوی ابررسانا، و خطوط انتقال قدرت ابررسانا، عملی نیست. راه دیگری كه به نظر میرسد، میخكوبی گردشارهها در ناخالصیها و فازهای غیرابررسانای موجود در ماده است. این طرح هم در مورد ابررساناهای گرم عملی نیست زیرا در این ابررساناها صفحات رسانای CuO2 جفتش ضعیفی با هم دارند. در نتیجه، گرچه این مواد در میدان مغناطیسی صفر تا دماهایی از مرتبه K100 هم ابررسانا میمانند، افت و خیزهایی گرمایی باعث میشود كه میخكوبی گردشارهها به وسیله ناخالصیها، حتی در دمای جوش نیتروژن، K77، بسیار دشوار باشد.
روش دیگری وجود دارد و آن پیچاندن و یافتن گردشارهها در هم است، چنانكه حركت گردشارهها به سختی انجام شود. برای این كار ایندنبوم و همكارانش نمونههای بسیار تمیزی از ابر رسانای نوعIIی YBa2Cu3O7 به شكل مكعب مستطیل تهیه كردند. سپس نمونهها را در میدان مغناطیسی زمینهای قرار دادند كه چگالی كلی گردشارهها را كنترل میكند. مجموعه در میدان كوچك دیگری عمود بر میدان اصلی قرار داده شد. با این كار جریانهای پوشش دهندهای به وجود میآید كه میخواهد میدان مغناطیسی را از درون ابررسانا براند و این جریانها نیرویی بر گردشارهها وارد میكند كه آنها را تغییر شكل میدهد.
در نزدیكی لبه بلند نمونه، جریان موازی گردشارههاست. این باعث میشود كه گردشارهها دور هم بپیچند. در این حالت، چون گذشتن گردشارهها از هم سخت است، حركت گردشارهها بسیار محدود میشود و این وسیله تلف اهمی ناشی از حركت گردشارهها كم میشود.
روشهایی كه برای كنترل گردشارهها به كار میرود بسیار شبیه روشهایی است كه، به طور تجربی، برای كنترل حركت نقایص بلوری در فلزات به كار رفته است. قدمت این روشها چندین هزار سال است، هر چند فقط در نیمه دوم قرن بیستم بوده است كه علت كارایی این روشها فهمیده شده است. عبور از عصر مس به عصر برنز با این مشاهده انجام شد كه افزودن اندكی قلع به مس سختی آن را شدیداً افزایش میدهد.
امروزه معلوم شده است كه با این كار، اتمهای قلع در واقع نقایص بلوری مس را میخكوب میكنند و به این طریق مقاومت آن را در برابر تغییر شكلهای پلاستیكی (ناكشسان) را افزایش میدهند. گذار از عصر برنز به عصر آهن هم همراه با این تجربه بود كه با افزایش اندكی ناخالصی (معمولاً كربن) به آهن و سپس انجام عملیات مكانیكی بر آن، آلیاژ حاصل بسیار سخت میشود. در واقع عملیات مكانیكی نقایص هر چه بیشتری در بلور ایجاد میكند و با این كار سد انرژی در برابر حركات نقایص بلوری زیاد میشود. به این ترتیب، حركت نقایص بلوری بسیار سخت میشود و مقاومت فلز در برابر تغییر شكل پلاستیكی افزایش مییابد.
كسب این تجربهها در متالورژی هزاران سال طول كشید و با سعی و خطا عملی شد. اما سن ابررسانای فقط حدود یک قرن است، و البته در این مورد برخلاف متالورژی در اعصار كهن، نظریههایی وجود دارد كه ممكن است راهگشا باشند.
