• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
دانش و فن آوری (بازدید: 1544)
پنج شنبه 6/4/1387 - 0:18 -0 تشکر 45170
ابررسانایی چیست؟

 از کشف ابررسانایی در سال 1911 میلادی تا سال 1986 ، باور عموم بر آن بود که ابررسانایی فقط می‌تواند در فلزاتی در دماهای بسیار پایین وجود داشته باشد، که فقط در دماهای حداکثر 25 درجه بالای صفر مطلق اتفاق می‌افتاد. با کشف ابررسانایی در دماهای بالاتر در سال 1986 ، در موادی که تقریبا ضد فرو مغناطیسی بودند، و در هواپیماهای شامل a nearly square array of اتمهای مس و اکسیژن ، فصل جدیدی در علم فیزیک باز کرد. حقیقتا درک ظاهر شدن ابررسانایی در دماهای بالا (حداکثر دمای 160 کلوین) یک مسأله بزرگ برای بحث کردن می‌باشد. تا آنجا که امروزه بیش از ده هزار محقق روی این موضوع تحقیق و بررسی انجام می‌دهند.

 

 

رسانش در حالت عادی

پدیده ابررسانایی

پس از مقدمه‌ای بر مفاهیم پایه فلزات معمولی و مرسوم ، دمای پایین و ابررسانایی ، مروری بر نتایج مشاهدات انجام شده در دهه گذشته خواهیم داشت، که نشان می‌دهند ابررساناهای دمای بالا فلزات عجیبی با خواص غیر عادی بسیار بالای ابررسانایی می‌باشند. سپس ، پیشرفتهای نظری اخیری را شرح خواهم داد که طبیعت چنین فلزات عجیب را آشکار می‌سازد، و به شدت این پیشنهاد را که "تعامل مغناطیسی بین تحریکات ذره‌ی‌ quasi مسطح است که رفتار حالت عادی آنها را به هم می‌زند و باعث روی دادن حالت ابررسانایی در دماهای بالا می‌شود" پشتیبانی و تأیید می‌کنند. مقدمه در سال 1911 ، H. Kamerlingh-Onnes هنگام کار کردن در آزمایشگاه دمای پایین خود کشف کرد که در دمای چند درجه بالای صفر مطلق ، جریان الکتریسیته می‌تواند بدون هیچ اتلاف اختلاف پتانسیل در فلز جیوه جریان پیدا کند. او این واقعه منحصر به فرد را "ابررسانایی" (Superconductivity) نامید. هیچ نظریه‌ای برای توضیح این رخداد در طول پنجاه و شش سال بعد از کشف ارائه نگردید. تا وقتی که در 1957 ، در دانشگاه الینویس ، سه فیزیکدان: John Bardeen ، Leon Cooper و Robert Schrieffer نظریه میکروسکوپی خود ارائه کردن که بعدا با نام تئوری BCS (حروف ابتدایی نام محققان) شناخته شد. سومین رخداد مهم در تاریخ ابررسانایی در سال 1986 اتفاق افتاد، وقتی که George Bednorz و Alex Mueller در حال کار کردن در آزمایشگاه IBM نزدیک شهر زوریخ سوئیس ، یک کشف مهم دیگر کردند:ابررسانایی در دماهای بالاتر از دماهایی که قبلا برای ابررسانایی شناخته شده بودند در فلزاتی کاملا متفاوت از آنچه قبلا فلز ابررسانا شناخته می‌شود. این کشف باعث ایجاد زمینه جدیدی در علم فیزیک شد: مطالعه ابررسانایی دمای بالا. در این مقاله ، که برای غیر متخصص‌ها تنظیم گشته است، این را که ما چقدر در فهم دمای بالا پیشرفت کرده‌ایم را توضیح خواهم داد و درباره چشم اندازهای آینده توسعه یک نظریه میکروسکوپی بحث خواهم کرد. با مروری بر برخی مفاهیم پایه‌ای ، نظریه فلزات را شروع می‌کنیم؛ برخی اقدامات که منجر به ارائه نظریه BCS گشت، را توضیح می‌دهیم؛ و کمی درباره تئوری BCS بحث خواهیم کرد و آن را توضیح خواهیم داد. سپس مختصرا درباره پیشرفتهایی که به فهم ما از ابررسانایی و ابرسیالی ، در جهان ارائه شده است، بحث خواهیم کرد، پیشرفتهایی که بوسیله الهام از تئوری BCS بدست آمده‌اند، که شامل کشف رده‌های زیادی از مواد ابرسیال می‌باشد، از هلیوم 3 مایع که چند میلی درجه بالاتر از صفر مطلق به حالت ابرسیالی در می‌آید تا ماده نوترون موجود در پوسته سیاره نوترون ، که در چند میلیون درجه به حالت ابرسیالی در می‌آید.سپس درباره تأثیرات کشف مواد ابررسانای دمای بالا بحث خواهیم کرد، و برخی نتایج تجربی ، کلیدی را جمع بندی خواهیم کرد. سپس یک مدل برای ابررسانایی دمای بالا ارائه خواهم داد، نزدیک به نظریه‌ی ضد فرومغناطیسی مایع فرمی ، که به نظر دارای توانایی ارائه‌ی مقدار زیادی از خواص غیرعادی حالت معمولی مواد ابررسانای سطح بالا می‌باشد. مواد قابل تطبیق پیچیده که در آن بازخورد غیر خطی طبیعی ، چه مثبت و چه منفی ، نقشی حیاتی در تعیین رفتار سیستم بازی می‌کنند. ابررساناهای مرسوم در سخنرانی نوبل در سال 1913 ، Kammerlingh-Onnes گزارش داد که "جیوه در 4.2 درجه کلوین به حالت جدیدی وارد می‌شود، حالتی که با توجه به خواص الکتریکی آن ، می‌تواند ابررسانایی نام بگیرد. او گزارش داد که این حالت می‌تواند بوسیله اعمال میدان مغناطیسی به اندازه کافی بزرگ از بین برود. در حالی که یک جریان القاء شده در یک حلقه بسته ابررسانا به مدت زمان فوق العاده زیادی باقی می‌ماند و از بین نمی‌رود. او این رخداد را بطور عملی با آغاز یک جریان ابررسانایی در یک سیم پیچ در آزمایشگاه لیدن و سپس حمل سیم پیچ همراه با سرد کننده‌ای که آن را سرد نگه می‌داشت به دانشگاه کمبریج به عموم نشان داد.این موضوع که ابررسانایی مسأله‌ای به این مشکلی ارائه کرد که 46 سال طول کشید تا حل شود، خیلی شگفت آور می‌باشد. دلیل اول این می‌تواند باشد که جامعه فیزیک تا حدود بیست سال مبانی علمی لازم برای ارائه راه حل برای این مسئله را نداشت: تئوری کوانتوم فلزات معمولی. دوم اینکه ، تا سال 1934 هیچ آزمایش اساسی در این زمینه انجام نشد. سوم اینکه ، وقتی مبانی عملی لازم بدست آمد، به زودی واضح شد انرژی مشخصه وابسته به تشکیل ابررسانایی بسیار کوچک می‌باشد، حدود یک میلیونیم انرژی الکترونیکی مشخصه حالت عادی. بنابراین ، نظریه پردازان توجه‌شان را به توسعه یک تفسیر رویدادی از جریان ابررسانایی جلب کردند. این مسیر را Fritz London رهبری می‌کرد. کسی که در سال 1953 به نکته زیر اشاره کرد:"ابررسانایی یک پدیده کوانتومی در مقیاس ماکروسکوپی می‌باشد ... با جداسازی حالت حداقل انرژی از حالات تحریک شده بوسیله وقفه‌های زمانی." و اینکه "diamagntesim یک مشخصه بنیادی می‌باشد."

 

 

پدیده مایسنر در حالت عادی

پدیده مایسنر در حالت ابررسانا

 

جمعه 8/6/1392 - 18:30 - 0 تشکر 638451

ابررسانا ماده ای است که می تواند الکتریسیته را هدایت کند یا الکترون ها را از اتمی به اتم دیگری منتقل کند بدون این که مقاومتی داشته باشد. این یعنی هنگامی که ماده به دمای بحرانی برسد و ابررسانا شود به هیچ طریقی از جمله گرما صدا انرژی تلف نمی شود.متاسفانه بیش تر مواد باید از نظر انرژی در وضعیت بسیار پایینی باشند تا به ابررسانا تبدیل گردند. تحقیقات برای رسیدن به ابررسانایی که در دماهای بسیار بالا ایجاد شوند در حال انجام است. هم اکنون انرژی زیادی در فرآیند سردسازی مصرف می شود که این کار باعث افزایش هزینه و غیر اقتصادی شدن این کار می شود.
ابررساناها به دو دسته تقسیم می شوند.



ابررساناهای نوع اول



ابررسانای نوع اول شامل عناصر رسانایی است در هرجا از سیم کشی ها تا میکروچیپ ها کاربرد دارند. در حال حاضر ابررساناهای نوع اول دماهای بحرانی از ۰۰۰۳۲۵/۰ تا ۸/۷ کلوین در فشار استاندارد دارند. بعضی از ابررساناهای نوع اول برای تبدیل شدن به ابررسانا به فشار بسیار بالایی نیاز دارند. به طور مثال گوگرد برای رسیدن به این حالت فشار ۳/۹ میلیون اتمسفری  و دمای ۱۷ کلوین نیاز دارد.


مثال های دیگری از ابررسانای نوع اول جیوه ۱۵/۴- کلوین ،قلع ۲/۷، آلومینیوم ۱۷۵/۱- و روی ۸۵/۰- کلوین است.برای حدود نیمی از عناصر جدول تناوبی می توان خاصیت ابررسانایی را بررسی کرد.



ابررساناهای نوع دوم



ابررسانای نوع دوم ترکیبی فلزی از مس و قلع است. این مواد در دماهای بسیار بالاتری نسبت به ابررساناهای نوع اول دارند.دلیل این افزایش دما ناشناخته است. بالاترین دمای بحرانی ممکن در دمای استاندارد تاکنون ۱۳۵ کلوین یا ۱۳۸- درجه سانتی گراد است که متعلق به ترکیب HgBa2Ca2Cu3O8
می باشد. این ترکیب مربوط به گروهی از ابررساناها به نام پروسکیت های مسی است. این ابررساناها به نسبت ۲ اتم مس و ۳ اتم اکسیژن است و یک سرامیک است. میدان مغناطیسی می تواند در ابررساناهای نوع دو نفوذ کند در حالی که در نوع اول نفوذ نمی کند.
منبع:
http://superconductors.ir/%D8%A7%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%D8%A7%D9%86%D8%A7-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F-2/#more-502

سه شنبه 12/6/1392 - 17:35 - 0 تشکر 639593


احسنت عالیه
موضوع خیلی خیلی خوبی رو انتخاب کردید.


اگه الان فناوری نانو و یا زیست فناوری در صدر فناوری ها قرار گرفته

به زودی زود قراره فناوری ابررسانایی روی دست همه این فناوری ها
بلند بشه و بشه یکی از فناوری های برتر دنیا و وارد زندگی مردم بشه.

 

« معجزه خبر نمی کند، با احتیاط ناامید شوید ! »

 

سه شنبه 12/6/1392 - 20:28 - 0 تشکر 639621

سلام
بله ابر رساناها خیلی قابلیت خوبی دارن. من هم جدیدا متوجه شدم.

مطلب زیر جالبه:


ابر رسانایی supercondutivity و قطارهای سریع السیر

حرمت نگه دار دلم! كاين اشك، خون بهاي عمر رفته من است. "حسين پناهي"

سه شنبه 12/6/1392 - 22:59 - 0 تشکر 639650

""قـــاف"" گفته است :
[quote=""قـــاف"";389402;639621]سلام
بله ابر رساناها خیلی قابلیت خوبی دارن. من هم جدیدا متوجه شدم.

مطلب زیر جالبه:


ابر رسانایی supercondutivity و قطارهای سریع السیر



خیلی لینک خوبی بود. ممنون از شما

 

« معجزه خبر نمی کند، با احتیاط ناامید شوید ! »

 

برو به انجمن
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.