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» Superconductivity

Superconductivity

1911-04-08
  • Heike Kamerlingh Onnes
고체 수은으로 초전도를 시연하는 극저온 실험실 설정.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

1911년, 하이케 카메를링 오네스는 고체 수은의 저항을 연구하던 중 초전도 현상을 발견했습니다. 극저온 그는 극한 온도에서 수은의 전기 저항이 임계 온도([latex]T_c[/latex])인 4.2K에서 갑자기 0으로 떨어지는 것을 관찰했습니다. 초전도라고 불리는 이 현상은 전기 저항이 정확히 0이고 자기장을 방출하는 물질의 상태를 나타냅니다.

이 발견은 온네스의 저온 물리학 분야 선구적인 연구, 특히 1908년 헬륨 액화 성공의 직접적인 결과였습니다. 이 업적은 약 1K까지 내려가는 새로운 온도 영역에서 실험적 연구가 가능하도록 했습니다. 온네스는 처음에는 이러한 극저온에서 순수 금속의 전기 저항이 어떻게 변하는지 연구했습니다. 당시 이론에 따르면 저항은 일정한 값으로 수렴하거나 전자의 운동이 멈추면 다시 증가할 것이라고 했습니다. 그러나 그의 연구팀이 고체 수은 시료를 냉각했을 때, 4.2K에서 저항이 갑자기 완전히 사라지는 것을 관찰했습니다. 온네스는 처음에는 단락을 의심했지만, 곧 이 현상이 물질 자체의 고유한 특성임을 확인했습니다. 그는 이 새로운 상태를 '초전도'(후에 초전도)라고 명명했습니다. 이 발견은 고전 물리학으로는 전자가 에너지 손실 없이 물질 격자를 통과할 수 있는 방식을 설명할 수 없었기 때문에 혁명적이었습니다. 이는 물리학의 새로운 분야를 탄생시켰고, 양자 효과가 거시적 규모에서 관찰되는 양자 현상의 존재를 입증했습니다. 무저항 상태는 초전도 회로에 유도된 전류가 전원 없이 무기한 지속될 수 있음을 의미하며, 이는 이후 지속 전류 실험을 통해 검증되었습니다.

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
고체물리학

유형

물리적 속성

분열

혁명가

용법

널리 사용됨

전구체

  • 헬륨의 액화 (1908)
  • 극저온 기술의 발전
  • 드루드 전기 전도 모델
  • 저온에서의 전기 저항에 대한 연구

응용 프로그램

  • 자기공명영상(MRI)
  • 입자 가속기
  • 자기부상열차
  • 초전도 양자 간섭 장치(SQUID)
  • 전력 송전선로

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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Related to: superconductivity, Heike Kamerlingh Onnes, critical temperature, zero resistance, mercury, cryogenics, low-temperature physics, phase transition, condensed matter, quantum mechanics.

역사적 맥락

Superconductivity

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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