د برېښنا فوق العاده لېږد

د برېښنا فوق العاده لېږد (په انګلیسي: Superconductivity) د فزیکي خواصو هغه ټولګه ده چې په ځانګړو هغو موادو کې شتون لري چې په کې برېښنايي مقاومت له منځه ځي او دغه مواد په خپل چاپېر کې مقناطیسي ساحه جوړوي. هر هغه ماده چې دغه ډول ځانګړنې ولري هغه ته فوق العاده لېږدونکی یا سوپر کانډکټور ویل کېږي. د یو معمولي فلزي لېږدونکي پر خلاف چې د تودوخې په کمښت د مطلق صفر تودوخې ته د رسېدو په حالت کې یې مقاومت په تدریج سره کمېږي، فوق العاده لېږدونکی یا سوپر کانډکټور دا خاصیت لري چې په ځانګړې تودوخه کې یې مقاومت په یوځلي ډول صفر ته راکمېږي. په یوه سوپرکانډکټور سیم کې د برېښنا له سرچینې پرته برېښنايي جریان د نامحدودې مودې لپاره پاتې کېدلای شي.  reprinted in Nikolaĭ Nikolaevich Bogoliubov (1963) The Theory of Superconductivity, Vol. 4, CRC Press, , p. 73

د فوق العاده لېږد یا سوپرکانډکټویټي ښکارنده په ۱۹۱۱ زکال کې د هالنډي فزیک پوه هایکه کامرلینګ اونس له خوا کشف شوه. د فېرومقناطیسیت او طیفي اتومي کرښو په څېر سوپرکانډکټویټي هغه ښکارنده ده چې یوازې د کوانټمي میخانیک پر مټ توضیح وړ ده. دغه ښکارنده د مایسنر اثر پر مټ توضیح کېږي یعنې دا چې د سوپرکانډکټور له داخلي برخې څخه د مقناطیسي میدان کرښې د فوق العاده برېښنايي لېږد په حالت کې خارجېږي. د مایسنر اثر ترسره کېدل ښيي چې سوپرکانډکټویټي یا فوق العاده برېښنايي لېږد نه شي کېدلای په سادګۍ سره کلاسیک فزیک ته اړوند د بشپړ لېږد د ایډیال سازۍ پر مټ درک کړای شي. 

په ۱۹۸۶ زکال کې کشف شوه چې یو شمېر کوپرات – پروسکایت سرامیکي مواد له ۹۰ کالوین درجو (منفي ۱۸۳ سانتي ګراد درجې) څخه لوړه بحراني تودوخه لري. د فوق العاده لېږد په برخه کې له تیوریکي پلوه دغه ډول تودوخه په یو معمولي برېښنايي لېږدونکي کې ناشونې ده او لامل ګرځي چې دغه مواد د لوړې تودوخې لرونکو لېږدونکو په توګه وبلل شي. ارزان بیه یخ کوونکی مایع نایتروجن چې په ۷۷ کالوین درجو کې په جوش راځي له همدې امله یې له دغه مقدار څخه په لوړه تودوخه کې د ګڼ شمېر ازموینو او کارونې لپاره اسانتیا برابره کړې هغه چې د تودوخې په نورو ټیټو درجو کې لږ عملي بڼه لري. 

 ډل بندي 
ګڼ شمېر معیارونه شتون لري چې له مخې یې سوپرکانډکټورونه یا فوق العاده لېږدونکي طبقه بندي کېږي چې تر ټولو معمول یې دا دي: 

 د مقناطیسي میدان اړوند غبرګون 
یو سوپر کانډکټور یا فوق العاده لېږدونکی کېدای شي لومړی ډول وي، په دې معنی چې واحد بحراني حالت (critical field) لري او له هغو وروسته په بشپړه توګه د هغو فوق العاده برېښنايي لېږد له منځه ځي او له سوپرکانډکټور څخه مقناطیسي میدان په بشپړه توګه خارجېږي؛ دویم ډول یې په دې معنی دی چې دوه بحراني حالتونه لري او د هغو ترمنځ د جلا ټکو له لارې د مقناطیسي میدان ترمنځ د جزیي نفوذ امکان برابروي دغو ټکو ته یې کوانټمي ګرداب (vortices) ویل کېږي. له دې سربېره څو برخې لرونکي سوپرکانډکټورونه شتون لري چې د دغو دوو حالتونو په ترکیب رامنځته کېږي او بیا نو ورته ۱.۵ ډول سوپر کانډکټور ویل کېږي. 

 د فعالیت کولو د تیوري پر بنسټ 
دا متعارفه ده چې سوپرکانډکټورونه دې د BCS تیوري یا د هغو د مشتقاتو پر بنسټ توضیح شي او که نه بیا نو غیر متعارفه چاره ده. بل پلو که چېرې د سوپرکانډکټور مرتب پارامتر د کمښت نه منونکي نمایش پر بنسټ د ټکو د ګروپ یا هم فضایي ګروپ په سیسټم واوړي، نامتعارف فوق العاده لېږدونکی بلل کېږي. 

 د بحراني تودوخې پر بنسټ 
که چېری یو سوپرکانډکټور په معمول ډول د کالوین ۳۰ درجو (منفي ۲۴۳.۱۵ سانتي ګراد درجو) فوق العاده لېږدونکي حالت ته ورسېږي بیا نو په دغه حالت کې په معمول ډول لوړې تودوخې لرونکی سوپرکانډکټور بلل کېږي؛ هماغه ډول چې د ګئورګ بدنورز او کې. الکس مولر په لومړني کشف کې و. همدارنګه کېدای شي هغو موادو ته اشاره وکړي چې د مایع نایتروجن څخه په ګټنې سړېږي او په سوپرکانډکټور اوړي – دا یوازې له ۷۷ کالوین درجو څخه په کم حالت کې دی، په داسې حال کې چې دغه تودوخه په معمول ډول د مایع نایتروجن د یخ کوونکې کچې لپاره کارول کېږي. د ټیټې تودوخې لرونکي سوپرکانډکټورونه له ۳۰ کالوین درجو څخه لږ تودوخې لرونکو موادو ته ویل کېږي چې په عموم ډول د مایع هلیوم پر مټ یخ کېږي (له ۴.۲ کالوین درجو کښته؛ یا Tc > 4.2 K). په دغه قاعده کې یو له استثناآتو څخه د کیمیاوي موادو لرونکي وسپنیز سوپرکانډکټورونه دي چې د لوړې تودوخې لرونکې سوپرکانډکټورونو خواص له ځانه ښيي، خو یو شمېر له دغې ډلې څخه له ۳۰ درجو کښته بحراني تودوخه لري. 

 د موادو پر بنسټ 
د فوق العاده برېښنايي لېږد په موادو کې کیمیاوي عناصر (لکه مرکیوري یا سرب)، الیاژونه (لکه نیوبیوم – تیتانیوم، جرمنیوم – نیوبیوم او نیوبیوم نایتراید)، سرامیک (YBCO او مګنیزیم ډایبورایډ)، کیمیاوي مواد لرونکي اوسپنیز سوپر کانډکټورونه (لکه LaOFeAs له فلورین سره) یا هم ارګانیک سوپرکانډکټورونه (فلورینونه او کاربني نانو ټیوبونه؛ په داسې حال کې چې شاید دغه بېلګې د کیمیاوي عناصرو لرونکو په ډله کې راشي ځکه ټول له کاربنونو جوړ دي) شامل شي. 

 د سوپرکانډکټورونو لومړني خواص 
د سوپر کانډکټورونو فزیکي ځانګړنې له یوې مادې څخه تر بلې توپیر کوي په دغو ځانګړنو کې بحراني تودوخه، د فوق العاده لېږد ترمنځ د تشې کچه، بحراني مقناطیسي میدان او د بحراني جریان کثافت چې په هغو کې فوق العاده لېږد یا سوپر کانکټیوټي له منځه ځي. بل پلو یو شمېر نورې ځانګړنې شتون لري چې له یادو شوو مواردو څخه جلا دي. د مایسنر اثر، د مقناطیسي کوانټمي جریان یا دایمي جریان تداوم چې د صفر مقاومت حالت یې تر ټولو مهمه بېلګه ده. دغه «نړیوالې» ځانګړنې د سوپرکانډکټورونو په متناظر کسر او د هغو په بهرني مورب اوږدې کچې لرونکې نظم (off-diagonal long range order) کې ریښه لري. فوق العاده برېښنايي لېږد یا سوپرکانډکټیویټي یو ترموډینامیکي فاز دی او له همدې امله ځانګړې جلا ځانګړنې لري چې تر ډېره پورې له میکروسکوپي جزیاتو څخه خپلواکې دي. 

 ډي سي صفر برېښنايي مقاومت 
په ساده توګه د یو شمېر موادو د الکتریکي مقاومت د اندازه کولو لار داده چې هغو ته د بریښنايي منبع (I) څخه په ګټنې د برېښنايي جریان په مدار کې قرار ورکړو او له دغې نمونې څخه ترلاسه کېدونی ولټاژ ومومو. په ساده توګه د هغو مقاومت د اوم قانون یعنې R = V / I پر بنسټ موندل کېږي. که چېرې ولټاژ صفر وي دا په دې معنی چې مقاومت هم صفر دی. 

سوپرکانډکټورونه همدارنګه کولای شي برېښنايي جریان له ورسره تړلي ولتاژ پرته وساتي، دغه ډول ځانګړنه په الکټرومقناطیسي سوپرکانډکټورونو کې لکه د MRI په دستګاو کې موندل کېږي. تجاربو ښوولې چې د سوپرکانډکټورونو په سیم پېچونو کې برېښنا کېدای شي د کلونو لپاره د هېڅ ډول ضایع په نه لرلو پاتې شي. تجربي شواهد لږ تر لږه د ۱۰۰ زره کلونو لپاره د هغو د پاتې کېدو پخلی کوي. د سیمي هندسې او تودوخې پر بنسټ د تړلي جریان نظري اټکلونه د هغو عمر د نړۍ له تخمیني عمر اوږد بولي. په عملي بڼه د سوپرکانډکټورونو په سیم پېچونو کې تزریق شوې برېښنا د څه باندې ۲۷ کلونو لپاره (د ۲۰۲۲ زکال تر اګست میاشت پورې) په سوپرکانډکټوري ګرويمېټرونو کې پاتې شوې ده.

 سرچينې