Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Камерлинг Оннес
Рисунок 1 - Детали одного из холодильников коллайдера в 18 киловатт, который является частью большой криогенной системы, используемой для поддержания температур, необходимых для супержидкого гелия (-271,25 градусов по Цельсию). Фотография сделана 28 апреля 2008 года. (Mona Schweizer, © CERN)
Рисунок 2 - Маглев в Шанхае (Рис.Википедия)
Рисунок 3 - К принципу работы СКВИДа
Рисунок 4 - Джон Бардин, Леон Куппер, Джон Шриффер - создатели теории сверхпроводимости
Hbceyjr 5 - В своей лабораторной тетради К.Оннес написал: "Kwik nagenoeg nul" — «Сопротивление ртути практически нулевое» (рис. из Physics Today)

Очень холодный юбилей

Ключевые слова:  Оннес, сверхпроводимость, юбилей

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

28 апреля 2011

Сверхпроводимость празднует свой вековой юбилей. В 2011 году исполняется 100 лет со дня открытия этого явления. А история его открытия такова. В начале 20-го века физика низких температур была еще очень молодой наукой. Вплотную ей начали заниматься лишь в конце 19 века. В то время ученых интересовали свойства материалов при низких температурах. В частности считалось, что сопротивление материала пропорционально корню квадратному из температуры, а вот при низких температурах зависимость нарушалась, поэтому представлялось интересным исследовать эту зависимость. Одним из таких ученых был голландский химик и физик Камерлинг Оннес. К.Оннеса интересовала зависимость удельного сопротивления материала от числа дефектов или примесей в нем, при условии, что сам материал находится при низких температурах, то есть избавлен от тепловых шумов. Основываясь на экспериментальных данных для более высоких температур, К.Оннес предполагает, что со снижением температуры и ее приближением к абсолютному нулю сопротивление чистых металлов также должно плавно стремиться к нулю. Для экспериментального подтверждения гипотезы были нужны низкие температуры. В 1908 К.Оннес переводит в жидкое состояний изотоп гелия-4, таким образом, достигая температуры 4.2 К. Вскоре он начинает эксперименты с металлами при низких температурах. Проведя опыты с золотом и платиной, К.Оннес решает, что для большей точности эксперимента нужно использовать максимально чистый металл. К 1911 году К.Оннес уже имеет более совершенный криостат на жидком гелии, а в качестве металла берет ртуть, которая лучше всего поддается очистке. Проведя эксперимент с ртутью, К.Оннес обнаружил, что ртуть переходит в сверхпроводящее состояние при температуре чуть менее 4,2 К. Так и была открыта сверхпроводимость.

Сегодня применения сверхпроводимости различны. Не будь открыта сверхпроводимость, даже работа адронного коллайдера была бы сегодня под вопросом - для его работы просто необходимы сверхпроводники. Фокусируют движущиеся в коллайдере пучки частиц с помощью магнитного поля. Оно настолько велико, что электромагниты должны выдерживать ток в 12кА, а это возможно только при переходе материала в сверхпроводящее состояние. Другие применения сверхпроводимости - уже в быту - поезда на магнитной подушке (довольно экзотичное явление, сегодня полноценно функционирует в Китае между Шанхаем и аэропотром Пудун, в Корее - между Центральным научным музеем и ЭКСПО-Парком). Поезд разгоняется до скорости 431 км/ч. Поезда на магнитной подушке часто называют маглевами (от англ.magnetic levitation - магнитная левитация). Еще одно применение - СКВИДы - сверхпроводящие квантовые интерферометры - сверхчувствительные магнетометры для измерения очень слабых магнитных полей. В них используется кольцо из сверхпроводящего материала.

Среди всех известных материалов самой высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние обладают купраты (соединения меди с кислородом) - 164 К. Многообещающе выглядят исследования пниктидов - сверхпроводящих соединений на основе железа (железо, фосфор или мышьяк и кислород).

В свежем выпуске журнала Nature Materials по случаю празднования 100-летия со дня открытия сверхпроводимости читателям предлагается целый ряд публикаций, посвященных теме сверхпроводимости. Для заинтересовавшихся высокотемпературной сверхпроводимостью и пниктидами будут интересны статьи в Nature Physics, в частности в свежем выпуске можно почитать о применениях сканирующей туннельной микроскопии для исследования электронной структуры пниктида Ba0.6K0.4Fe2As2. Интересный материал о сверхпроводимости представлен на сайте Химического факультета МГУ. К столетию открытия явления сверхпроводимости заведующий отделением сверхпроводящих проводов и кабелей Всероссийского научно-исследовательского проектно-конструкторского и технологического института кабельной промышленности (ОАО "ВНИИКП"), доктор технических наук В.Высоцкий дал интервью, которое можно почитать на страницах федерального портала Нанотехнологии и наноматериалы.




Комментарии
А ещё Камерлинг-Оннес впервые наблюдал сверхтекучесть. Тоже любопытный факт
Трусов Л. А., 28 апреля 2011 11:23 
Kwik nagenoeg nul

nagenoeg
Браво! Достойное событие и такая же достойная его статья! С юбилеем сверхпроводимость!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Сферическая частица оксида титана
Сферическая частица оксида титана

Периодическую таблицу Менделеева опять улучшили: наночастицы пятивалентного плутония
Соединения шестивалентного плутония в щелочной среде могут привести к кристаллизации фазы (NH4)PuO2CO3, которая стабильна в течение нескольких месяцев и содержит пятивалентный плутоний. Получение новой фазы пятивалентного плутония фундаментально интересно и открывает новые возможности в разработке более эффективных технологий переработки радиоактивных отходов.

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.