Süperiletkenlik: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
k yazım AWB ile |
k düz. |
||
1. satır:
{{düzenle|Ağustos 2011}}
'''Süperiletkenlik''', '''süperiletken''' adı verilen maddelerin karakteristik bir kritik sıcaklığın (Tc) altında derecelere soğutulmasıyla ortaya çıkan, maddenin elektriksel direncinin sıfır olması ve manyetik değişim alanlarının ortadan kalkması şeklinde görülen bir fenomendir. 8 Nisan 1911 tarihinde Hollandalı fizikçi [[Heike Kamerlingh Onnes]] tarafından keşfedilmiştir. [[Ferromanyetizma]] ve atomik spektrumlar gibi, süperiletkenlik [[kuantum mekaniği]]
Sıcaklığı düşürülen [[metal]] bir [[İletkenlik (elektrik)|iletken]] sıcaklık düşüşüyle orantılı olarak [[Elektriksel direnç ve kondüktans|elektriksel direncini]] kaybetmeye başlar. Bakır ve gümüş gibi sıradan iletkenlerde bu özellik saf olmama ve başka bozukluklar sebebiyle sınırlıdır, mutlak sıfıra yakınken bile bir miktar direnç gösterirler. Süperiletkenlerde ise, maddenin sıcaklığı kritik sıcaklığının altına indiğinde direnci sıfır olur. Süperiletken telden yapılmış bir halkadan geçen elektrik akımı, güç kaynağına ihtiyaç duymadan sürekli akıma devam edebilir.
41. satır:
Süperiletken maddelerde karakteristik özellikler maddenin sıcaklığının kritik sıcaklığın altına inmesiyle görülmeye başlar. Bu kritik sıcaklığın değeri maddeden maddeye değişir. Bilinen süperiletkenlerin kritik sıcaklıkları genelde 20 Kelvin ile 1 Kelvin arasında değişir. Örneğin katı cıvanın kritik sıcaklığı 4,2 Kelvin’dir. 2009’daki bir ölçüme göre, bilinen bir süperiletken için en yüksek kritik sıcaklık, 39 Kelvin ile magnezyum diborit’e aittir ancak bu maddenin bazı egzotik özellikleri onun bilinen bir süperiletken olarak sınıflandırılması konusunda şüphe uyandırmaktadır. Cuprate süperiletkenlerin kritik sıcaklıkları çok daha yüksektir, örneğin YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7</sub> ‘nin kritik sıcaklığı 92 Kelvin’dir; cıva bazlı cuprate maddelerin kritik sıcaklığı da 130 Kelvin’i geçebilir. Bu yüksek kritik sıcaklıklar için henüz bir açıklama yoktur. Fonon alışverişiyle meydana gelen elektron eşleşmeleri bilinen süperiletkenlerdeki süperiletkenliği açıklayabilmektedir ancak yeni keşfedilen ve yüksek kritik sıcaklığı olan süperiletkenlikleri açıklayamamaktadır.
Benzer olarak, kritik sıcaklığın altında sabit bir sıcaklıkta dışarıdan uygulanan ve ''kritik manyetik alan''dan daha güçlü olan bir manyetik alanda süperiletkenler, süperiletkenliği bırakmaktadır. Bunun sebebi süperiletkenlik halinin [[Gibbs serbest enerjisi]]
Süperiletkenliğin başlangıcı, çeşitli fiziksel özelliklerde ani değişimlerle birlikte gelir ki bu, hal değişiminin karakteristik bir özelliğidir. Örneğin elektronik ısı kapasitesi, normal (süperiletken olmayan) bir sistemdeki sıcaklıkla orantılıdır. Süperiletkenliğe geçişte kesikli bir sıçrama gösterir ve sonrasında doğrusal olmayı bırakır. Düşük sıcaklıklarda ''e''<sup>−α/''T''</sup> şeklinde ifade edilir (α, bir sabit). Bu üstel davranış, enerji boşluğunun varlığına kanıttır.
Süperiletkenliğe geçişin hal değişimleri arasındaki türü uzun süren bir tartışma konusuydu. Deneyler, hal değişiminin ikinci tür (gizli ısı olmayan) olduğunu gösterdi. Ancak bir manyetik alanın varlığında gizli ısı vardır çünkü süperiletkenlik hali, kritik sıcaklığın altında normal halden daha düşük bir [[entropi]]
1970’li yıllarda yapılan ölçümler süperiletkenliğe geçişin, elektromanyetik alanda sebep olduğu uzun menzilli dalgalanmalar yüzünden eser miktarda birinci tür bir hal değişimi olabileceğini gösteriyordu. 1980’lerde, süperiletkenin vorteks çizgilerinin büyük rol oynadığı Bozukluk Alanı Teorisi’nin yardımıyla 2. Tip süperiletkenliğe ikinci tür hal değişimi, 1. Tip süperiletkenliğe ise birinci tür hal değişiminin (gizli ısının var olduğu değişimler) sebep olduğu, ve bu iki durumun bir trikritik nokta (bir maddenin üç halinin bir arada bulunması) ile birbirinden ayrıldığı teorize edildi. Bu sonuçlar Monte Carlo bilgisayar simüslasyonlarıyla da desteklendi.
=== Meissner Efekti ===
Bir süperiletken zayıf bir harici [[manyetik alan]]
Meissner efekti çoğu zaman mükemmel bir elektrik iletkeninde görülecek [[diyamanyetizm]] ile karıştırılmaktadır. [[Lenz yasası|Lenz’in kanunu]]
Meissner efekti bundan farklıdır: süperiletkenliğe geçişte oluşan spontane bir defetme olarak tanımlanabilir. Diyelim ki içinde sabit bir manyetik alan taşıyan, normal halinde bir madde var. Bu maddenin sıcaklığı kritik sıcaklığının altına indiğinde, dahili manyetik alanda bir yok oluş gözlenir, ki bu Lenz’in kanununa göre beklenmedik bir olaydır.
| |||