Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الموصلية الفائقة

الموصلية الفائقة

1911-04-08
  • Heike Kamerlingh Onnes
إعداد مختبري للتبريد الفائق يوضح الموصلية الفائقة باستخدام الزئبق الصلب.

(صورة توضيحية فقط)

في عام 1911، اكتشف هايك كامرلينغ أونيس الموصلية الفائقة أثناء دراسته لمقاومة الزئبق الصلب في cryogenic temperatures. He observed that the electrical resistance of mercury abruptly dropped to zero at a critical temperature ([latex]T_c[/latex]) of 4.2 K. This phenomenon, termed superconductivity, represents a state of matter with exactly zero electrical resistance and expulsion of magnetic fields.

The discovery was a direct consequence of Onnes’s pioneering work in low-temperature physics, specifically his successful liquefaction of helium in 1908. This achievement opened up a new temperature regime for experimental investigation, down to about 1 K. Onnes was initially investigating how the electrical resistance of pure metals behaved at these extremely low temperatures. Prevailing theories suggested that resistance would either level off to a constant value or increase again as electron motion ceased. However, when his team cooled a sample of solid mercury, they observed a sudden, complete disappearance of resistance at 4.2 K. Onnes initially suspected a short circuit but soon confirmed the phenomenon was real and intrinsic to the material. He called this new state “supraconductivity” (later superconductivity). This discovery was revolutionary because classical physics could not explain how electrons could move through a material lattice without any energy loss. It marked the birth of a new field of physics and demonstrated the existence of macroscopic quantum phenomena, where quantum effects become visible on a large scale. The zero-resistance state implies that a current induced in a superconducting loop could persist indefinitely without a power source, a concept later verified in persistent current experiments.

The implications were profound, suggesting possibilities for lossless energy transmission and the creation of extremely powerful magnets. However, the extremely low temperatures required (liquid helium temperatures) made practical applications challenging for many decades. The discovery spurred a global research effort to find materials with higher critical temperatures and to develop a theoretical understanding of the underlying mechanism, a puzzle that would remain unsolved for nearly 50 years until the advent of the BCS theory.

UNESCO Nomenclature: 2211
– Solid state physics

يكتب

Physical Property

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • تسييل الهيليوم (1908)
  • development of cryogenics
  • نموذج درود للتوصيل الكهربائي
  • دراسات حول المقاومة الكهربائية عند درجات الحرارة المنخفضة

التطبيقات

  • magnetic resonance imaging (mri)
  • مسرعات الجسيمات
  • قطارات ماجليف
  • أجهزة التداخل الكمي الفائقة التوصيل (الحبار)
  • خطوط نقل الطاقة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • معالجات حاسوبية فائقة التوصيل في درجة حرارة الغرفة
  • كبسولات النقل المغناطيسية الشخصية
  • city-scale superconducting magnetic energy storage (الشركات الصغيرة والمتوسطة)
  • درع فائق التوصيل للمركبات الفضائية ضد الإشعاع الكوني
  • شبكة كهرباء عالمية خالية من الخسائر
  • أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي المحمولة عالية المجال لسيارات الإسعاف
  • الحوسبة الكمومية القائمة على كيوبتات فائقة التوصيل مستقرة وعالية درجة الحرارة
  • عضلات اصطناعية فائقة التوصيل للروبوتات
  • أنظمة الإطلاق الكهرومغناطيسية لاستكشاف الفضاء
  • مفاعلات الاندماج ذات الاحتواء المغناطيسي الأكثر إحكاما وكفاءة
المواضيع ذات الصلة: الموصلية الفائقة، هايك كامرلينغ أونيس، درجة الحرارة الحرجة، المقاومة الصفرية، الزئبق، علم التبريد، فيزياء درجات الحرارة المنخفضة، الانتقال الطوري. condensed matter، ميكانيكا الكم.

السياق التاريخي

الموصلية الفائقة

1907
1909
1910
1911-04-08
1913
1915
1916
1904
1907
1909
1910
1912
1915
1915-11
1916

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.