مقدمه

اگردمای فلزات مختلف را تا دمای معينی(دمای بحرانی) پايين اوريم پديده شگرفی در انها اتفاق می افتد که طی ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جريان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبديل به ابررسانا خواهند شد.

(البته موادی مانند نقره نيز هستند که مقاومت ويژه شان حتی در دمای صفر درجه کلوين نيز صفر نمی شود).هرچند در اين دما ميتوان بسياری از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن  برای رسيدن به چنين دمايی مجبورند از هليم مايع ويا هيدرژن استفاده کنند که بسيار گرانند .

امروزه ابر رسانايی را در موادی ايجاد می کنند که دمای بحرانيشان زيادتر از ۷۷درجه کلوين است که برای رسيدن به چنين دمايی از ازت مايع استفاده می کنند که نقطه جوشش۷۷ درجه کلوين است.

تاريخجه ابررسانايی:

ابررسانايی برای اولين باردر سال ۱۹۱۱توسط هايک کامرلينگ اونس(۱۸۵۳-۱۹۲۶)مطرح گرديد.وی دمای يک ميله منجمد جيوه ای را تا  دمای نقطه جوش هليم مايع(۴.۲ درجه کلوين )پايين اوردد و مشاهده نمود که مقاومت ان ناگهان به صفر رسيد.سپس يک حلقه سربی را در دمای ۷درجه  کلوين ابررسانا نمود و قوانين فارادی را بر روی ان ازمايش کردومشاهده نمود وقتی با تغيير شار در حلفه جريان القايی توليد شودحلقه سربی برعکس رسانا های ديگر رفتارمی نمايديعنی پس از قطع ميدان تا ماداميکه در حالت ابر رسانايی قرار داردجريان اکتريکی را حفظ می کند .به عبارتی اگريک سيم ابررسانا داشته باشيم پس از بوجود امدن جريان الکتريکی دران بدون مولد الکتريکی ( مثل باطری يا برق شهر )نيز می تواند حامل جريان باشد. اگردر همين حالت ميدان مغناطيس قوی در مجاورت سيم ابررسانا قرار دهيم ويا دمای سيم را با لاتر از دمای بحرانی ببريم جريان در ان  بسرعت صفر خواهد شد چون دراين حالتها سيم را از حالت ابررسانايی خارج کرده ايم .

 اقای اونس با همين کشف جايزه نوبل فيزيک در سال ۱۹۱۳ را از ان خود نمود.در عکس زيراونس و همسرش نشسته و دوستان دانشمند مانند البرت انيشتين در پشت سر وی قرار دارند

اثرمايسنر:سپس در سال ۱۹۳۳ Meissner وOschsenfeld مطابق شکل نشان دادند که وقتی ماده  مورد ازمايش قبل از ابررسانا شدن در   ميدان مغناطيسی باشد شار از ان عبور ميکند ولی وقتی در جضور ميدان  به دمای بحرانی برسدو ابررسانا گردد  ديگر هيچگونه شار مغناطيسی از ان عبور نمی کند تبديل به يک ديامغناطيس کامل می شود که شدت ميدان درون ان صفر خواهد بود

فيزيکدانان مختلف  همواره سعی کرده بودند به موادی دست پيدا کنند که اولا دردمای پايين ابرسانا شوند و ثانيا برای فرايند سرمايش بجای هليم پر هزينه از  نيتروژن مايع استفاده شود.تا  بدن ترتيب بتوانند کابلهای مناسب برای حمل و انتقال برق ويا موتور الکتريکی بسازند.

                  

در اين شکل يک مغناطيس استوانه ای روی يک قطعه ابررسانا که توسط نيتروژن خنک شده شناور است زيرا ابررسانا  طبق خاصيت يعنی اثر مايسنر می توانند خطوط ميدان مغناطيس را به خارج پرتاب کنند دارد.و  همانطور که ميبينم قرص مغناطيسی را شناور نگه دارندو بدن ترتيب يک موتور  چرخان ساخته ميشود

بلاخره در سال ۱۹۸۶ دو فيزيکدان سويسی به نامهایGeorge bednorz-Alex Muller از آزمايشگاه زوريخ توانستند ابرسانايی ازجنس سراميک  اکسيد مس در دمای بالا ۶۰درجه کلوين بسازند  که برای فرايند سرمايش از نيتروژن مايع استفاده  میشد که بسيار کم هزينه بود. بدين ترتيب دو گام مهم برای ساخت کابلهای ابررسانايی برداشته شد و لی سراميک اکسيد مس برای ساخت کابل شکننده بود بنابراين تلاشهای ديگری آغاز شد.که تا به امروز هم ادامه دارد دانشجويان و دانشمندان ايرانی هم در اين عرصه بسيار فعال هستند

طبق گزارش ايرنا سعيد سلطانيان به همراه يک گروه علمی در دانشگاه ولو نگوگ ايالت نيو ساوت ولز استراليا به سرپرستی پروفسور  دو  ابررسانايی ساختند که بالاترين رکورد را در ميان ابررسانا دارد اين ابررسانا به شکل سيم يا نوار ی از جنس دی بريد منيزيم با پوششی از آهن است که شکل ميکروسکوپی آن در پايين نشان داده شده است.

کاربردهای مختلف ابررساناها:

 از ابررسانايی ميتوان در ساخت آهن رباهای ويژه طييف سنجهای رزونانس مغناطيسی هسته  و عکسبرداری تشديد مغناطيسی هسته و تشخيص طبی استفاده نمود و همچنين چون با حجم کم جريانهای بسيار بالا را حمل می کنند می توان از آنها در ساخت موتورهای الکتريکی (ژنراتورها- کابلها) استفاده نمود که حجمشان ۴ تا ۶ برابر کوچکتر از موتورهای فضاپيمای امروزی هستند  .

ميتوان از آهن رباهای ابررسانا در ساختمان ژيروسکوپ برای هدايت فضا پيما استفاده نمود

می توان از نيم رسانا ها در ساخت قطارهای شناور استفاده نمودمانند قطار سريع السير  ژاپنی ها  که در سال ۲۰۰۰ ميلادی ساخته شد وبا  با سرعت ۵۸۱ km/h  حرکت می کرد در اين  بجای قطار بجای استفاده از چرخ از ميدان مغناطيسی استفاده شده است.