فوق‌هادی‌ یا ابررسانا چیست و چه کسی نخستین بار آن را کشف کرد؟

0

سال اکتشاف: 1911

این کشف چه می‌گوید؟

بعضی از مواد تمام مقاومت خود را در حرارت‌های بسیار پایین، در برابر جریان‌های الکتریکی از دست می‌دهند.

چه کسی آن را کشف کرد؟

هایک کامرلینگ اونس Heike Kamerlingh Onnes


ابر رسانه‌ها (یا فوق‌هادی‌ها) یعنی جریان‌الکتریکی سیال بوده و هیچ‌گونه مقاومتی در برابر آن وجود نداشته باشد. حتی بهترین هادی‌ها مقاومت اندکی در برابر جریان‌الکتریکی دارند. اما ابررسانه‌ها (فوق هادی‌ها) اصلاً مقاومتی نشان نمی‌دهند. متاسفانه برخی از آن‌ها فقط در سرمای شدید، نزدیک به صفر وجود دارند.

گرچه استفاده عملی از این اکتشاف هنوز ممکن نشده است، ابررسانه بودن نوید استفاده در موتورهای‌الکتریکی و مغناطیسی را می‌دهد، یعنی جریان‌الکتریکی می‌تواند هزاران کیلومتر بدون از دست دادن قدرت انتقال پیدا کند و برق ارزان را به همه جا و همه کس برساند. اما استفاده از آن شاید در آینده ممکن شود.


هایک اونس در ۱8۵۳ در هلند متولد شد. خانواده او ثروتمند و صاحب یک کارخانه آجرپزی بودند. او بعد از اتمام تحصیلات در دانشگاه، وقتش را صرف حل معماهای علمی می‌کرد و سعی داشت نظریه‌هایی را که آزمایش‌های فیزیکی قادر به حل آن‌ها نبود، به اثبات رساند.

او در سن ۲۵ سالگی تحقیق بر روی خواص ماده را در دمای حداقل (269- سانتی‌گراد یا 465- درجه فارنهایت) آغاز کرد. وجود چنین درجه حرارتی را که در آن تمام انرژی‌گرمایی از میان رفته و حرکت درون اتم متوقف می‌شود، لرد کلوین به اثبات رسانده و آن را صفر کلوین یا صفر مطلق نامیده بود.

درباره صفر مطلق نظریه‌های مختلفی ارائه شده بود از جمله آن‌که صفر مطلق الکترون‌ها را از حرکت می‌اندازد، جریان‌الکتریکی را بند می‌آورد و مقاومت به جریان‌الکتریکی بسیار زیاد خواهد بود. بعضی دیگر اعتقاد داشتند که عکس این موضوع صادق است – مقاومت به صفر می‌رسد و جریان‌الکتریکی به طور دائم برقرار می‌شود.

هرکس نظریه‌ای داشت. اونس تصمیم گرفت که این نظریه‌ها را بیازماید.

اما مشکلی پیش روی او بود. هیچ روشی برای سرد کردن اجسام تا 269- درجه سانتی‌گراد وجود نداشت. خوشبختانه آزمایشگاه دانشگاه لیدن در اختیار او بود و در این آزمایشگاه تجهیزات کاملی داشت.

در 1907 اونس دماسنجی اختراع کرد که می‌توانست دمایی تا نزدیکی صفر مطلق را اندازه‌گیری کند. در سرمای هلیوم مایع را تا 9/0 K-، کمتر از یک درجه بالای صفر مطلق برساند! اونس متوجه شد می‌تواند این هلیوم مایع را برای سرد کردن اجسام دیگر و رساندن حرارت آن‌ها به صفر K مورد استفاده قرار دهد و مقاومت الکتریکی آن‌ها را اندازه‌گیری کند.

در ۱۹۱۱ او محفظه‌ای درست کرد که می‌توانست هلیوم مایع فوق‌العاده سرد را در آن نگهداری کند و برای آزمایش‌هایش مورد استفاده قرار دهد. او مطالعات الکتریکی خود را با سرد کردن پلاتینیوم و بعد طلا و رساندن حرارت آن‌ها تا نزدیکی صفر مطلق ادامه داد گرچه مقاومت‌الکتریکی هنوز وجود داشت و او به نتیجه‌ای نرسیده بود.

اونس تصمیم گرفت فلز جیوه را امتحان کند. او در لوله‌ای U شکل جیوه مایع ریخت. دو سطح جیوه را به جریان‌های الکتریکی وصل کرد، بعد گاز هلیوم سرد شده را نزدیک جیوه برد.

هنگامی که حرارت کم شد و به 229- درجه سانتی‌گراد رسید، مقاومت‌الکتریکی کاهش پیدا کرد و در گرمای 19/4 K مقاومت به صفر رسید.

اونس آزمایش را در ماه‌های آینده چندین بار تکرار کرد و همان نتیجه را به دست آورد. زیر 19/4 K مقاومت دیده نمی‌شد و جریان‌الکتریکی بدون تلف شدن برای همیشه ادامه پیدا می‌کرد. او این پدیده را ابررسانه نامید.

اونس ابررسانه‌ها را کشف کرده بود اما نتوانست آن را به طور نظری شرح دهد و فقط فکر می‌کرد با نظریه کوانتوم در ارتباط است. در سال ۱۹۵۱ با معادلات ریاضی توانست ابررسانه را توضیح دهد.

مطالعات برای به دست آوردن ابررسانه در حرارت‌های بالاتر آغاز شد. اکنون ترکیبی – متاسفانه سمی – از جیوه و مس در 138 K و 131- درجه سانتی‌گراد می‌تواند به ابر رسانه تبدیل شود. روزی که روشی پیدا شود که در حرارت‌های بالاتر خاصیت ابررسانه‌ای را آشکار کند، ارزش کار اونس آشکار خواهد شد.


در یکی از آزمایشگاه‌های پیشرفته فیزیک اروپایی، دانشمندان توانسته‌اند جریانی از برق را به مدت ۵ سال بدون هیچ‌گونه اتلاف انرژی، در یک مدار ابررسانه‌ای برقرار کنند. در نیروگاه‌های معمولی که ولتاژ قطع می‌شود به دلیل مقاومت سیم‌ها، جریان‌الکتریکی هم در چند میلی‌ثانیه قطع می‌شود.


اگر خواننده جدید سایت «یک پزشک»  هستید!
شما در حال خواندن سایت یک پزشک (یک پزشک دات کام) به نشانی اینترنتی www.1pezeshk.com هستید. سایتی با 18 سال سابقه که برخلاف اسمش سرشار از مطالب متنوع است!
ما را رها نکنید. بسیار ممنون می‌شویم اگر:
- سایت یک پزشک رو در مرورگر خود بوک‌مارک کنید.
-مشترک فید یا RSS یک پزشک شوید.
- شبکه‌های اجتماعی ما را دنبال کنید: صفحه تلگرام - صفحه اینستاگرام ما
- برای سفارش تبلیغات ایمیل alirezamajidi در جی میل یا تلگرام تماس بگیرید.
و دیگر مطالب ما را بخوانید. مثلا:

بال‌های پرنده نورثروپ: کاوشی در هواپیمای XB-۳۵ افسانه‌ای با عکس‌های کمتر دیده شده

نورتروپ XB-۳۵ گواهی‌ای بر روح پرشهامت نوآوری در صنعت هوانوردی در اوایل دهه ۱۹۴۰ بود.XB-۳۵ که توسط شرکت نورتروپ Northrop با همکاری نیروی هوایی ارتش ایالات متحده توسعه یافت، یک هواپیمای آزمایشی بود که مرز‌های مهندسی هوانوردی را جابجا کرد.…

کسانی که توهم خاص و عجیبی دارند: ما از ستاره‌های دیگر آمده‌ایم و فرازمینی هستیم! پدیده Starseed

ممکن است خیلی احمقانه به نظر برسد. اما افرادی هستند که معتقدند از سایر سیارات به زمین آمده‌اند تا به شفای سیاره زمین کمک کنند و بشریت را به «عصر طلایی» هدایت کنند و به دوره‌ای از خوشبختی، شکوفایی و موفقیت برسانند!جستجوی اینترنتی این…

روجلدهای خاطره‌انگیز مجموعه کتاب های طلایی که کودکی‌مان را رنگی می‌کردند!

عبدالرحیم جعفری، پایه گذار انتشارات امیرکبیر و کتاب های طلایی، است. او ۱۲ آبان ۱۲۹۸ در تهران زاده شد. عبدالرحیم جعفری در سال ۱۳۲۸ انتشارات امیرکبیر را پایه گذاشت. و در سال ۱۳۴۰ انتشار مجموعه ی کتابهای طلائی را آغاز کرد. کتابهای طلایی مجموعه…

کاریکاتورهای و تصاویر ساده، مفرح و تفکربرانگیز لوکاس لویتان

لوکاس لویتان هنرمند برزیلی، ساکن مادرید است. او بیشتر برای پروژه‌اش به نام «هجوم عکس» مشهور شده، در این پروژه او نقاشی‌هایی را به عکس‌های اینستاگرام افراد اضافه می‌کند و داستان‌های پنهان را به روشی خلاقانه آشکار می‌کند.کارهای او جذاب و…

تخیل: تصور کنید که یک موجود هوشمند فرازمینی از زمین بازدید می‌کرد و در اینستاگرام پست به سبک…

ما نمی‌دانیم که هیچ وقت بیگانگانی که می‌گویند اینقدر وجودشان محتمل است، از زمین بازدید خواهند کرد یا آیا آشکارا رخ خواهند نمود یا نه.فعلا در حد داستان‌های علمی تخیلی به قضیه نگاه می‌کنیم.اما تصور کنید که یک موجود هوشمند فرازمینی…

کارخانه متروکی در پرتغال با ماشین‌های کلاسیک قدیمی در آن کشف شد و سوژه عکاسی شد

متروک بودن هم زیبایی خاص خودش را دارد. خانه و هتل و امارت متروک انگار یک تونل زمان است. یک موزه خاک گرفته دست نخورده.اما این بار کارخانه‌ای با ده‌ها ماشین کلاسیک رها شده در پرتغال با کوشش عکاسان سوژه شده.«داخل این ساختمان صنعتی دو…
آگهی متنی در همه صفحات
دکتر فارمو / شیشه اتومبیل / نرم افزار حسابداری / خرید سیلوسایبین / هوش مصنوعی / قیمت وازلین ساج / مقاله بازار / شیشه اتومبیل / نهال بادام / قیمت ایمپلنت دندان با بیمه /سپتیک تانک /بهترین دکتر لیپوماتیک در تهران /بهترین جراح بینی در تهران / آموزش تزریق ژل و بوتاکس / دوره های زیبایی برای مامایی / آموزش مزوتراپی، PRP و PRF /کاشت مو / مجتمع فنی تهران /قیمت روکش دندان /Hannover messe 2024 /خدمات پرداخت ارزی نوین پرداخت / درمان طب / لیست قیمت تجهیزات پزشکی / دانلود آهنگ / سریال ایرانی کول دانلود / دانلود فیلم دوبله فارسی /داروخانه اینترنتی آرتان /جارو استخری /میکروبلیدینگ / اشتراك دايت /فروشگاه لوازم بهداشتی /داروخانه تینا /لیفت صورت در تهران /فروش‌ دوربین مداربسته هایک ویژن /سرور مجازی ایران /مرکز خدمات پزشکی و پرستاری در منزل درمان نو /توانی نو / ثبت برند /حمل بار دریایی از چین /سایت نوید /پزشک زنان سعادت آباد /کلاه کاسکت / لمینت متحرک دندان /فروشگاه اینترنتی زنبیل /ساعت تبلیغاتی /تجهیزات پزشکی /چاپ لیوان /خرید از آمازون /بهترین سریال های ایرانی /کاشت مو /قیمت ساک پارچه ای /تولید محتوا /دانلود نرم افزار /

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

••4 5