نظریه ابر رسانایی
نظریه ابر رسانایی که به تئوری (Bardeen–Cooper–Schrieffer BCS) معروف است، بیان می‌کند که در دماهای خیلی پایین و با جفت شدن الکترون‌ها به یکدیگر، مقاومت الکتریکی ماده به صفر میل کرده و ماده تبدیل به ابر رسانا می‌شود. شاید در ذهنتان این سوال پیش آید که چگونه دو الکترون (دوبار همنام) می‌توانند به یکدیگر جفت شوند!؟
این نظریه بیان می‌کند که در دماهای خیلی پایین، دو الکترون با اسپین مخالف، برخلاف انتظار، یکدیگر را جذب می‌کنند. این الکترون‌های جفت شده به جفت‌های کوپر یا جفت‌های BCS معروف‌اند. البته منظورمان این نیست که دو الکترون چسبیده به هم باشند، بلکه با یک فاصله نسبی با یکدیگر حرکت می‌کنند.
برخی مواد، در دماهای بسیار پایین، الکتریسیته را بدون هیچ گونه مقاومت، یعنی هیچ گونه اتلاف مقاومت، یعنی در واقع بدون هیچ گونه اتلاف انرژی، هدایت می‌کنند. این مواد را ابررسانا میگویند و کاربردهای فناوران بسیاری دارند.
سال ۱۹۰۸ و هلیم و صفر مطلق
در سال ۱۹۰۸ کومرلین اونز فیزیکدان موفق شد هلیم را به دمایی نزدیک به صفر مطلق (Cº۲۲۷۳٫۱۵) برساند. او از این «یخچال» برای مطالعه خواص فلزات در دمای پایین سود جست. در سال ۱۹۱۱، پی برد که فلزاتی چون جیوه، سرب، و قلع در دماهای پایین ابررسانا میشوند. او به این خاطر این کشف در سال ۱۹۱۳ جایزه نوبل را در رشته فیزیک دریافت کرد.
اکنون دانشمندان میدانند که در حدود ۲۴ عنصر و صدها ترکیب در نزدیکی صفر مطلق، یعنی دمایی که فقط همراه با هلیم به آن میتوان رسید، ابرسانا میشوند. از آن جا که هلیم کمیاب و گران است، دامنۀ فناوری ابررسانایی چندان گسترش نیافته بود، تا این که در سال ۱۹۸۶ دانشمندان یک ترکیب سرامیک فلزی تهیه کردند که در دمای نزدیک به دمای نیتروژن مایع، یعنی Cº ۴۱/۱۵۱ـ ، ابررسانا می‌شود.
کاربرد ابر رساناها
مهمترین کاربرد پزشکی ابررساناها در تصویربرداری به کمک تشدید مغناطیسی (MRI) برای مطالعه بدن آدمی است. در این نوع تصویربرداری از آهنرباهای الکتریکی بسیار قوی استفاده می‌شود. اگر این آهنرباها از فلزات معمولی ساخته شوند، به بزرگی یک کامیون خواهند شد و چندان گرما تولید می‌کنند که رودخانههای آب برای خنک کردن آنها لازم است. آهنرباهای الکتریکی ابررسانا بدون هیچگونه گرما همین کار را می‌کنند و آن قدر کوچکاند که میتوان آنها را بر روی یک میز صبحانه گذاشت.
دیدگاهتان را بنویسید