دوره‌ای نو برای ابررساناهای نوع II

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
سه‌شنبه، 27 مهر 1395
تخمین زمان مطالعه:
پدیدآورنده: علی اکبر مظاهری
موارد بیشتر برای شما
دوره‌ای نو برای ابررساناهای نوع II
  دوره‌ای نو برای ابررساناهای نوع II

 

مترجم: احمد رازیانی
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.

 

تبلیغات در راسخون
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
چگونه از وسایل خانه در برابر رطوبت محافظت کنیم؟
چگونه از وسایل خانه در برابر رطوبت محافظت کنیم؟
چگونه گوشه های پرت خانه را کاربردی کنیم؟
چگونه گوشه های پرت خانه را کاربردی کنیم؟
بازی دوگانه بی‌بی‌سی و اینترنشنال با واژه پلیس
play_arrow
بازی دوگانه بی‌بی‌سی و اینترنشنال با واژه پلیس
واکنش معنادار رسانه رهبر انقلاب به تهدیدات ترامپ و نتانیاهو
play_arrow
واکنش معنادار رسانه رهبر انقلاب به تهدیدات ترامپ و نتانیاهو
تشکیل زنجیره‌ انسانی در جوار ساحل جزیره هرمز
play_arrow
تشکیل زنجیره‌ انسانی در جوار ساحل جزیره هرمز
آیت‌الله جاودان: آنچه گفتم خطر برای «حضرت آقا» نبود/ خطر متوجه کل کشور است
play_arrow
آیت‌الله جاودان: آنچه گفتم خطر برای «حضرت آقا» نبود/ خطر متوجه کل کشور است
طلای بازی‌های پاراآسیایی بر گردن حق شناس
play_arrow
طلای بازی‌های پاراآسیایی بر گردن حق شناس
علی نوایی در پاراجودو مدال طلا گرفت
play_arrow
علی نوایی در پاراجودو مدال طلا گرفت
استقبال از قهرمانان کشتی آزاد زیر ۲۳ سال جهان در فرودگاه امام(ره)
play_arrow
استقبال از قهرمانان کشتی آزاد زیر ۲۳ سال جهان در فرودگاه امام(ره)
سرمربی تیم ملی کشتی آزاد: سرباز ایران هستم
play_arrow
سرمربی تیم ملی کشتی آزاد: سرباز ایران هستم
ترامپ درباره ایران: اتفاقی خیلی زود رخ خواهد داد + فیلم
play_arrow
ترامپ درباره ایران: اتفاقی خیلی زود رخ خواهد داد + فیلم
ترامپ: جنگ با ایران یکی از بهترین کارهایی بود که انجام دادیم + فیلم
play_arrow
ترامپ: جنگ با ایران یکی از بهترین کارهایی بود که انجام دادیم + فیلم
مقام اسبق آمریکایی: مردم از ترامپ متنفر و بیزارند
play_arrow
مقام اسبق آمریکایی: مردم از ترامپ متنفر و بیزارند
البخیتی: غنمیت‌های بدست آمده از عربستان، برای ده سال جنگیدن ما کافی است
play_arrow
البخیتی: غنمیت‌های بدست آمده از عربستان، برای ده سال جنگیدن ما کافی است
ترامپ دوباره جلوی دوربین خوابش برد
play_arrow
ترامپ دوباره جلوی دوربین خوابش برد