Суперпроводники чрезвычайно устойчивы к магнитным полям

Исследователь из Университета Цукубы предложил новое объяснение того, как сверхпроводники, подвергшиеся воздействию магнитного поля, могут восстанавливаться, без потери энергии, до своего прежнего состояния после того, как поле будет удалено.

Эта работа может привести к появлению новой теории сверхпроводимости и более экологичной системы распределения электроэнергии.

Сверхпроводники и магнитное поле

Сверхпроводники - это класс материалов, обладающих удивительным свойством проводить электричество с нулевым сопротивлением. Фактически, электрический ток может вращаться вокруг петли сверхпроводящего провода бесконечно. Уловка заключается в том, что эти материалы должны храниться в очень холодном состоянии, и даже в этом случае сильное магнитное поле может привести к тому, что сверхпроводник вернется в нормальное состояние.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Когда-то предполагалось, что сверхпроводящий к нормальному переход, вызванный магнитным полем, не может быть легко обращен вспять, так как энергия будет рассеяна обычным процессом нагревания. Именно этот механизм, с помощью которого сопротивление в обычных проводах преобразует электрическую энергию в тепло, позволяет использовать электрическую плиту или комнатный обогреватель.

"Обычно нагрев считается негативным фактором, поскольку он приводит к потере энергии и даже может вызвать плавление перегруженных проводов", - объясняет профессор Хироясу Коидзуми из Отдела физики квантовой конденсированной материи Центра вычислительных наук при Университете Цукубы. "Однако из экспериментов давно известно, что при удалении магнитного поля токопроводящий сверхпроводник может, по сути, быть возвращен в прежнее состояние без потери энергии, - объясняет профессор Хироясу Коидзуми.

Профессор Коидзуми предложил новое объяснение этого явления. В сверхпроводящем состоянии пары электронов поднимаются и двигаются синхронно, но истинной причиной этого синхронизированного движения является наличие так называемой "ягодной связи", характеризующейся топологическим квантовым числом. Это целое число, и если оно ненулевое, то токи текут. Таким образом, этот сверхток можно резко отключить, изменив это число на ноль без нагревания.

Основатель современной электромагнитной теории Джеймс Клерк Максвелл однажды постулировал подобную молекулярно-вихревую модель, которая представляла себе пространство, заполняемое вращением токов в крошечных кругах. Поскольку все вращалось одинаково, это напоминало Максвеллу "холостые колеса", которые были шестернями, используемыми в машинах для этой цели.

"Удивительно то, что модель с первых дней электромагнетизма, как и холостые колеса Максвелла, может помочь нам решить вопросы, возникающие сегодня", - говорит профессор Коидзуми. "Это исследование может привести к будущему, в котором энергия может подаваться от электростанций к домам с безупречной эффективностью". опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet