Свръхпроводимостта

[Joro-01]

Явлението пълна загуба на електрическо съпротивление, което настъпва при някои материали при ниски температури. Температурата при която настъпва (скокообразно) явлението се нарича критична температура (точка).

Колко ниски - около нулата и малко нагоре градуси по Келвин, за чието получаване се ползва течен Хелий при някои метали (условието е да са чисти), а след 1986 е открита тлнарл високотемпературна свръхпроводимост (>= 90° К) в някои керамични материали (общото е че съдържат меден окис), които вече могат да се охлаждат доста по-ефтино - с течен азот.

Приложение:

- Магистрални кабели - за пренос на електроенергия - оказва се, че поддържането на ниска температура по трасето е по-изгодно от сегашните топлинни загуби. В допълнение - поради отсъствието на съпротивление, голяма мощност може да се пренесе по много по-тънък кабел от свръхпроводник, отколкото по стандартен проводник. На снимката се вижда обикновен и свръхпроводящ кабел за 12 500А. Очевидно ще се пести и доста материал, но поне в началото технологията няма да е ефтина. И един минус от мен - за такива кабеи мисля (който иска да провери, аз по-късно като имам време) за кабели се ползват нискотемпературни свръхпроводници - един път че са гъвкави и второ, че с времето не губят свойства (което важи за повечето високотемпературни)

- Щом като имаме кабели с 0 съпротивление, очевидно всичко което съдържа соленоиди (бобини) ще е по-ефективно или ще е много по-мощно. Това са - свръхпроводящи магнити (в ускорителите - колайдера, ТОКАМАК, МАГЛЕВ, ядреномагнитнорезонансният скенер..), електромотори (МАГЛЕВ влакът), генератори, транформатори (многократно по-малки за единица мощност, тороидални и вероятно ще лисва сърцевина, защото познатите магнитопроводи не могат да проведат магнитен поток с толкова висока плътност)...

- Енергийни акумулатори - ако в пръстен от свръхпроводник индуктираме ток, той ще е "върти" без затехване и ще можем да си го изтеглим. Ако ултракондензаторът е капацитивен акумулатор, това устройство е индуктивен. Опитната постановка на откривател на явлението е такава.

- Извън силовите приложения - Сензори - чрез свръхпроводник може да уловят много слаби магнитни полета - SQUID - позващ прехна Джоузефсън, свъхпроводящ болометър и микроболометър - без да се впускам в подробности - използва е критичната точка - едното ще даде много по-висока резолюция при измерване на близки температури (по-висока точност), а второто - много по-прецизни термовизионни камери.

- Усилватели на радиовълни - тук ще търся ако някой се интересува.

- За квантови и по-бързи "конвенционални" компютри - освен прехода на джоузевсън, аналози на транзисторът са криотрон и куайтрон - те общо взето могат да са базирни на него.

Е ако някой има желание да допълва, аз като имам повече време после ще драсна още, има доста неща, между които и едно две по-съществени

...

Редактирано Ноември 5, 2011 от Joro-01

[xyz]

Аз като форум за наука по-скоро ще питам нещо. Как се откриват тези свръхпроводници? Отначало доколкото знам съвсем случайно при 4K е открита свръхпроводимост за живака. Как обаче хората изследват за по-високотемпературни свръхпроводници - каква е технологията??? Предполагам че методът е твърде по-различен от обикновено налучкване и проби.

Иначи може малко да се спомене и за свръхтекучество на хелия.

ПП Винаги съм си мислил, че свръхпроводящите магнити не индукционната им намотка е от свръхпроводник, а сърцевината е от специален материал. И така въпрос 2: Материалът на сърцевината на свръхпроводящ магнит от значение ли е, или даже просто няма такава?

[Doris]

Май методът е налучкване и проби, защото теорията не дава възможност за определяне на химическия състав на свръхпроводниците. Опитно са установени някои зависимости -правила на Матиас.

Идеята на свръхпроводящите магнити е проста - колкото е по-силен тока в намотката, толкова по-силно магнитно поле се създава. За това се прави бобина от свръхпроводник, което вече не е толкова просто.

За свръхфлуидността може би ти ще ни разкажеш нещо?

[Joro-01]

Doris,

XYZ, няма такава.

Та - едното съществено нещо дето пропуснах е, че състоянието на свръхпроводимост може да се изключи от магнитно поле. Полезното тук е,че както казах - така работят детекторите на слаби магнитни полета "SQUID" и "свръхпроводимата логика" - криотрон.

Лошото е, че направата на кабели и бобини от свръхпроводник става сложна. Всъщност това е и бариерата доколко да са мощни магнитите или доколко да е тънък силовия кабел (при нормалният проводник тази бариера е от джауловата топлина като следствие на съпротивлението).

Редактирано Ноември 6, 2011 от Joro-01

[xyz]

Май методът е налучкване и проби, защото теорията не дава възможност за определяне на химическия състав на свръхпроводниците. Опитно са установени някои зависимости -правила на Матиас.

За тези правила открих ето това:

Matthias formulated his famous six rules for a successful search for new superconductors

One, a high symmetry is good; cubic symmetry is the best

Two, a high density of electronic states is good.

Three, stay away from oxygen.

Four, stay away from magnetism.

Five, stay away from insulators.

Six, stay away from theorists.

All of these rules, with the possible exception of rule six (I'll leave that to the judgement of my experimental colleagues), not only have been proved incorrect but also their exact opposite seems to be true. Following this stagnation in the search for superconductors with a higher Tc than...

и някак съм вече скептично относно тях. Налучкването на какъв принцип е. В смисъл свръхпроводимостта непрекъснати "свойства" ли има. В смисъл, че едва ли се прави като в готварството: Я да сложим още щипка от елемента Y и да видим дали съпротивлението ще падне. На практика съпротивлението не пада ли рязко - при точно получен състав на свръхпроводящия материал.

За свръхфлуидността може би ти ще ни разкажеш нещо?

Какво мога да разкажа. Този термин го прочетох в една руска физична енциклопедия. А и доста неща четох в нея. За съжаление обаче, го четох много отдавна и не помня почти нищо.

[Doris]

Six, stay away from theorists.

Къде го намери това?

Не съм се занимавала с откриване на нови свръхпроводници. От моята практическа работа в лаборатории обаче мога да ти кажа, че много често се действа на принципа - "Я да сложа още щипка сол" дори и за неща, които теоретически са детайлно обяснени. Важното е да сложиш сол, ако трябва такава, а не солна киселина.

[xyz]

Къде го намери това?

Не съм се занимавала с откриване на нови свръхпроводници. От моята практическа работа в лаборатории обаче мога да ти кажа, че много често се действа на принципа - "Я да сложа още щипка сол" дори и за неща, които теоретически са детайлно обяснени. Важното е да сложиш сол, ако трябва такава, а не солна киселина.

Намерих го в статия. Потърси първото изречение на цитираното с Google и ще видиш коя.

Въпросите които задавам не са от чисто любопитство. Предполагам, че част от начините на изследване са чрез дискретни математически подходи и след това със съответни компютърни симулации. Имам намерение реално да се заема с писане на подобен софтуер - не за да откривам неизвестни свръхпроводници, но за да създам софтуерен продукт, подобен тип софтуер, който ще има и приложно значение.

Това което споменах в предишното си мнение е, че не всичко е експерименти. Така например в някои открити свръхпроводнити има редкоземни (и следователно много скъпи) елементи. Едва ли преди реалния експеримент не е извършено някакво моделиране и компютърни тестове (а ако не, то твърде е вероятно свръхпроводника да бъде преоткрит чрез такива методи).

[Moon_Watcher]

Температурата на телата и средата е едно от най-необяснимите явления изобщо. Както и електричеството, никой не може да каже какво всъщност представлява температурата.

Не ми стана ясно, кое ти дава основанение за такова обобщение.

Може би си мислиш, че щом на теб не ти е ясно, няма как да е

ясно на който и да е друг. Щом като на никой не му е ясно какво

представлява температурата, как според теб е определена абсолют-

ната температурна нула? На колко е равна точно, като имаш предвид,

че никой не я е достигнал?

[Joro-01]

Темата е стара, както източникът, но нека да го има

Все пак информацията е на БГ

http://web.inrne.bas.bg/wop/wop_4_2011/naukata_Bushev.pdf