ابررسانا چیست؟ تعریف ابررسانا به زبان ساده + جزئیات کامل

0

[ad_1]

ابررسانا چیست؟ تعریف ابررسانا به زبان ساده + جزئیات کامل

ازآنجاکه ترکیب نهایی شامل مواد مختلف با خواص گوناگون است، دفع میدان‌های مغناطیسی با اختلال مواجه می‌شود. به‌بیان دیگر، میدان‌های مغناطیسی را بخشی از ماده دفع می‌کند؛ اما با‌توجه‌به نبود خاصیت ابررسانایی در بخش دیگر ماده، خیلی راحت به داخل آن نفوذ می‌کند و باعث ایجاد «گرداب‌های میدان مغناطیسی» می‌شود.

گرداب‌های میدان مغناطیسی به پدیدارشدن قابلیتی به‌ نام Flux-Pinning منجر می‌شوند که در آن مواد معلق موجود درون ماده به‌واسطه میدان مغناطیسی خارجی که به داخل ماده نفوذ کرده‌اند، از حالت تعلیق خارج و در جای خود نگه داشته می‌شوند.

یکی دیگر از پیامد‌های گرداب‌های میدان مغناطیسی، محدودکردن مدت‌زمان حفظ خاصیت ابررسانایی ازطریق ماده است. در ابررساناهای نوع دوم، افزایش تنش بین حالت معمولی و حالت ابررسانایی به گسترش گردابه‌ها و ازدست‌رفتن خاصیت ابررسانایی در بخش‌های دیگر ماده منجر می‌شود. در ابررساناهای نوع اول، خاصیت ابررسانایی به‌طور ناگهانی از بین می‌رود؛ اما در ابررساناهای نوع دوم، خاصیت ابررسانایی به‌تدریج کاهش می‌یابد.

چشم‌انداز تحول ابررساناها در آینده

با وجود پیشرفت‌های علمی در زمینه‌ی ابررساناها و دستیابی به YBCO (ایتریوم باریم اکسید مس) به‌عنوان ابررسانای سازگار با دما و فشار زیاد، هنوز دانش بشری درباره‌ی این نوع مواد به اندازه‌ی کافی تکامل نیافته است و همچنان هیچ توضیح علمی درباره دلیل تبدیل‌شدن ماده‌ی YBCO به ابررسانا وجود ندارد. به‌‌عبارت‌دیگر، نمی‌دانیم ابررساناها چطور کار می‌کنند؛ اما سازوکارشان معجزه‌آسا است و کاملاً مصر هستیم تا از آن‌ها در صنایع استفاده کنیم.

این موضوع را باید در نظر گرفت که ابررساناها در سطح کوانتومی عمل می‌کنند. به‌عبارت‌دیگر، ماده‌ی ابررسانا زمانی به‌وجود می‌آید که شرایط برای ظهور طبیعی اثرهای کوانتومی خاص مهیا باشد. علم فیزیک مواد متراکم که به مطالعه‌ی ابررساناها اختصاص دارد،‌ از علم شیمی و مکانیک کوانتومی برای مطالعه‌ی برهم‌کنش مواد مختلف کمک می‌گیرد. این شاخه‌ی علمی بسیار پیچیده و متغیر است و تقریباً هر هفته شاهد انتشار پژوهش‌ها و دستاوردهای جدید علمی در این زمینه هستیم.

دستیابی به ابررساناهای سازگار با دما و فشار محیط، سود تریلیون‌دلاری به‌همراه خواهد داشت.

قابلیت‌های هیجان‌انگیزی مانند «هدررفت انرژی صفر» و «میدان‌های مغناطیسی دائمی» فقط با ساخت ابررساناها امکان‌پذیر هستند. به‌همین‌دلیل، سرمایه‌گذاری در این حوزه می‌تواند به سودهای تریلیون‌دلاری منجر شود. متأسفانه در سال‌های اخیر هزینه و زمان زیادی برای انجام تحقیقات درزمینه‌ی ابررساناها صرف شده است؛ اما مشکلاتی نظیر داده‌ها و نتایج نامطمئن سبب هدررفت منابع مالی و زمانی دانشگاه‌ها و شرکت‌های بزرگ شده است.

سال گذشته، پژوهشگری کره‌ای ادعای دستیابی به ماده‌ی ابررسانای سازگار با دما و فشار اتاق (LK-99) را مطرح کرد. در آن زمان، توجه بسیاری از محققان فعال درزمینه‌ی ابررساناها به این مقاله‌ی علمی معطوف شد؛ چراکه اگر این ادعا صحت داشت، می‌توانست تمام جنبه‌های زندگی بشر، از رایانش کوانتومی گرفته تا تصویربرداری پزشکی و انرژی و حمل‌و‌نقل را متحول کند. با گذشت چند ماه، هنوز بحث‌های جالبی درباره‌ی ماده LK-99 به‌گوش می‌رسدغ اما بعضی دانشمندان صحت این ادعا را به‌کل رد کرده‌اند.

بااین‌حال، تحقیقات بزرگ و قاطعی در‌زمینه‌ی ابررساناها انجام شده و بعضی از آن‌ها مانند قطار سریع‌السیر مغناطیسی شانگهای، شتاب‌دهنده‌های ذرات مانند برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ (موسوم به LHC)، دستگاه‌های MRI و بعضی کابل‌های خاص از قابلیت‌های ابررسانایی بهره می‌برند و به مرحله‌ی تجاری‌سازی رسیده‌اند.

درست است که در‌حال‌حاضر دانش ما درباره‌ی ابررساناها محدود و ناقص است، این موضوع اهمیت چندانی ندارد؛ چراکه در طول تاریخ بسیاری از ابزارهای مهم‌ و سودمند بدون دانش کامل در‌اختیار بشر قرار گرفته است. محققان دانش لازم از آنچه باید در مسیر رسیدن به ابررساناهای سازگار با دمای اتاق و فشار محیط جست‌وجو کنند، بهره می‌برند و شاید فعلاً همین کافی باشد.

[ad_2]

Source link

Leave A Reply

Your email address will not be published.