Сверхпроводник

Сверхпроводник — материал, электрическое сопротивление которого при понижении температуры до некоторой величины  становится равным нулю (сверхпроводимость). При этом говорят, что материал приобретает «сверхпроводящие свойства» или переходит в «сверхпроводящее состояние».

В настоящее время проводятся исследования в области сверхпроводимости с целью повышения температуры  (высокотемпературная сверхпроводимость).

История 
В 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии её сопротивление сначала меняется постепенно, а затем при температуре  резко падает до нуля.

Сверхпроводник наименьшего размера был создан в 2010 году на основе органического сверхпроводника (BETS)2GaCl4, где аббревиатура «BETS» означает бисэтилендитиотетраселенафульвален. Созданный сверхпроводник состоит всего из четырёх пар молекул этого вещества при общей длине образца порядка .

Свойства сверхпроводников 
В зависимости от свойств сверхпроводники делят на три группы:
 ;
 ;
 сверхпроводники II (второго) рода.

Фазовый переход в сверхпроводящее состояние 
Переход вещества в сверхпроводящее состояние сопровождается изменением его тепловых свойств. Однако, это изменение зависит от рода рассматриваемых сверхпроводников. Так, для сверхпроводников Ι рода в отсутствие магнитного поля теплота перехода (поглощения или выделения) из сверхпроводящего состояния в обычное равна нулю, а следовательно терпит скачок теплоёмкость, что характерно для фазового перехода ΙΙ рода.

Эффект Мейснера 

Даже более важным свойством сверхпроводника, чем нулевое электрическое сопротивление, является так называемый эффект Мейснера, заключающийся в выталкивании сверхпроводником магнитного потока. Из экспериментального наблюдения данного факта делается вывод о существовании незатухающих токов около поверхности сверхпроводника, которые создают внутреннее магнитное поле, противоположно направленное внешнему, приложенному магнитному полю и компенсирующее его.

Таблица сверхпроводников 
В представленной ниже таблице перечислены некоторые сверхпроводники и характерные для них величины критической температуры () и предельного магнитного поля ().

Применение 

 Квантовый компьютер использует кубиты, основанные на сверхпроводниках.
 Сверхпроводники также используют для создания мощного магнитного поля, к примеру ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor; Международный экспериментальный термоядерный реактор), в котором сверхпроводники, создавая магнитное поле, удерживают высокотемпературную плазму, не давая ей контактировать со стенками реактора.
 Сверхпроводники используются в ЯМР-томографах (ЯМР — ядерный магнитный резонанс).
 Сверхпроводники используются в сверхмощных турбогенераторах КГТ-20 и КГТ-1000  на основе сверхпроводимости   , , и при разработке сверхпроводящих электрических машин.
 Сверхпроводники используются в соленоидах сверхпроводящих магнитов.
 Сверхпроводники используются для изготовления сверхпроводящих проводов.

См. также 
 Высокотемпературная сверхпроводимость
 BSCCO
 Станнид триниобия
 Ниобий-титан
 YBCO

Литература 
 
 
 
 
 
 Черноплеков Н. А. Сверхпроводящие материалы в современной технике // «Природа», 1979.— № 4.

Примечания 

 
Коллективные явления в конденсированных средах
Агрегатные состояния
Материалы