Үтә үткәрүчәнлек

Үтә үткәрүчәнлек яки Гадәттән тыш үткәрүчәнлек (tat.lat. Ütä ütkärüçänlek(үле сылтама)) — кайбер җисемнәрнең критик температурасы түбәнрәк электр каршылыгы нульгә тигез булуы үзенчәлеге. Үтә үткәрүчәнлек халәтенә әйләнүче берничә йөз кушылма, керамик, эретмә, чиста элемент билгеле.

Очучы магнит Югары температуралы үтә үткәргеч өстендә - левитация күренеше

YBCO үтә үткәрүчәнлек хәлендә левитация (очу) күренеше

Үтә үткәрүчәнлек хәленә күчкәндә җылысыешлык (c_v, зәңгәр сызык) һәм чагыштырма каршылык (ρ, яшел) үзгәреше.

Үтә үткәрүчәнлек - квант күренеше. Ул Мейсснер эффекты белән сыйфатлана. Мейсснер эффекты - үтә үткәргечнең күләменнән магнит кыры тулысынча этеп чыгаруның күренеше.

1986—1993 елларда югары температуралы үтә үткәргечләр ачыла. Югары температуралы үтә үткәргечләр сыек һелий температурасында (4.2 К) гына түгел, ә сыек азот кайнау температурасында (77 К) файдалану мөмкинлеген бирә. Сыек азот сыек һелийга караганда шактый арзанрак була.

Үтә үткәрүчәнлек 1911 елда Нидерландлар физигы Һейке Камерлинг Оннес тарафыннан ачыла.

Югары температуралы үтә үткәрүчәнлек 1986 елда керамик җисемнәрдә Карл Мүллер и Георг Беднорц тарафыннан ачыла.

Hg—Ba—Ca—Cu—O(F) үтә үткәргечләрендә әлегә иң югары критик температурасы 138 К ачыла, 400 кбар басымында 166 К температурасына ирешә.

Көчле магнит кыры кайбер температурада үтә үткәрүчәнлек халәтен бетерә, шушы критик магнит кыры Н_c билгеләнә. Критик магнит кыры температурага бәйлелеген киләсе тигезләмә тасвирлый:

$H_{c}(T)=H_{c0}\left(1-{\frac {T^{2}}{T_{c}^{2}}}\right)$

$H_{c0}$ — чик магнит кыры

$T_{c}$ — чик температурасы

Критик электр агымы $j_{c}$ чик магнит кырын булдырып, үтә үткәрүчәнлек халәтен бетерә.

Үтә үткәргечләрнең ике төре бар. II-төре үтә үткәргечләрнең ике критик магнит кыры бар: Н_c1 кырында үтә үткәргеч эченә Абрикосов өермәсе керә, Н_c2 кыры үтә үткәрүчәнлек халәтен бетерә.

Үтә үткәрүчәнлекнең сәбәпләре

Түбән температуралы үтә үткәрүчәнлек Бардин-Купер-Шрифер теориясе белән тасвирлана. Шушы теория буенча ике электрон каршы спин белән фонон алмашуына аркасында Купер пары ягъни бозон барлыкка килә. Шушы бозоннар Бозе — Эйнштейн тупланышына күрә кристалл челтәрендә чәчелмиләр, шуңа күрә электр каршылыгы нуль була. Купер пары эчке үзара бәйләнеш энергиясе энергетик ярык дип йөртелә. Үтә үткәрүчәнлек күренешен бетерү өчен Купер парын өзәргә кирәк, ягъни температурага яки тышкы кырга туры килүче энергия энергетик ярыктан зуррак булырга тиеш.

Шулай итеп:

электрон-фонон потенциалы яки үтә үткәрүчәнлек энергетик ярыгы E :

$E=3.52k_{B}T_{c}{\sqrt {1-(T/T_{c})}}$

биредә T_c - критик температура

үтә үткәрүчәнлек халәтенә күчү температурасы:

$k_{B}\,T_{c}=1.14E_{D}\,{e^{-1/N(0)\,V}}.\,$

N(0) - Ферми энергиясендә электрон тыгызлыгы

E_D - Дебай энергиясе

Түбән температуралы үтә үткәрүчәнлекне БКШ теориясе яхшы тасвирлый, ләкин Югары температуралы үтә үткәрүчәнлекнең тулы теориясе әлегә юк.

Совет һәм Рәсәй галимнәре - Ландау, Гинзбург, Абрикосов - үтә үткәрүчәнлекне тикшеренүгә зур өлеш кертәләр. Шуның өчен алар Нобель премиясенә лаек булалар.

Моны да карагыз

• Бозе — Эйнштейн тупланышы
• Электр каршылыгы
• Электр агымы
• Гаусс бүленеше
• Пуассон бүленеше
• Максвелл — Больцман бүленеше

Тышкы сылтамалар

• Гинзбург В. Л. Сверхтекучесть и сверхпроводимость во Вселенной // УФН. — 1969. — Т. 97.
• Левин А. Без всякого сопротивления // Популярная механика. — 2011. — № 8.
• Открытие сверхпроводимости — глава из книги Дж. Тригг «Физика ХХ века: Ключевые эксперименты»
• Сверхпроводниковые электрогенераторы, трансформаторы и линии электропередачи
• О роли нулевых колебаний в образовании сверхпроводящего и сверхтекучего состояний