Nízké teplotySupravodivost

Scientia Pragensis

21. 11. 2008

UK MFFM. Rotter

100 K

10 K

1 K

0.1 K

10 mK

1 mK

0.1 mK

10 µK

1 µK

100 nK

10 nK

1nK

100 pK

PřírodaČ

lově

k v

lab

ora

toři

20,4 K H2 Dewar 1898

4,2 K 4He Kamerlingh Onnes 19083,2 K 3He

3He-4He rozpouštěcírefrigerátory

Adiabatická demagnetizaceparamegnetických solí (CMN)(1933 Giaque, Kurti, Simon)

Jaderná demagnetizace nejnižší změřená teplota krystalické mřížky 6µK (Lancaster) 1µK (Bayreuth)

BEC

Pokojová teplota

Teplotnístupnice

Laserové chlazení

Chlazení vypařováním

100 pK jádra atomů Rh (Helsinky)

90,2 K O2 Cailletet, Pictet 187777,3 K N2 Wroblewski, Olszewski 1883

2,73 K

Pomerančukovo chlazení

Supravodivost1911 Heike Kamerlingh - Onnes

supravodiče 1. druhu

první měření supravodivosti

1933 Meissnerův – Ochsenfeldův jev

supravodič 1. druhu-ideální diamagnetikum-levitace

magnetizace supravodiče 1. a 2. druhu

supravodivost v magnetickém poli

materiál Tc (K) materiál Tc(K)

Nb3Sn 18,05 V3Ga 16,5

Nb3Ge 23,2 V3Si 17,1

NB3Al 17,5 Nb-Ti 9

NbN 16,0 Ti2Co 3,44

(SN)x 0,26 La3In 10,4

Supravodiče 2. druhu

supravodiče 2. druhu – smíšený stavmagnetické pole pronikádo supravodiče podél vírů

supravodiče 2. druhu v magnetickém poli

1957 Bardeenova – Cooperova – Schriefferova teorie

párování elektronů prostřednictvím výměny virtuálního bozonu (kmitů mřížky)- Cooperovy páry – základní energetický stav

slabá supravodivost - Josephsonovy jevyΦ0 = 2,05.10-15 Wb

SQUID – Superconducting Quantum Interference Device

Využití slabé supravodivosti

MEG - magnetoencefalograf

model vysokofrekvenčního skvidu

jednotka skvidů

306 kanálů – 102 jednotky (2 ortogonální gradiometry + 1 magnetometr)64 kanálů EEG

Využití supravodivosti

MRI – rezonanční tomografie

CERN – LHC 1296 dipólů (Nb-Ti) B = 8,36 T; T = 1,9 K

supratekuté LHe, chladicí výkon 140 kW / 4,5 Kzásoba 700 m3 LHe (87,5 t )

B = 0,5 – 1,5 T - perzistentní móduzavřený chladicí okruh, autonomie ~ 3 měsíce

Využití supravodivosti- levitační vlaky

2002 Šanghaj - komerční trať z letiště

(450 km/h)

JR Maglev Japonsko1996 zkušební provoz v Mayazaki

1996 zkušební provoz v Mayazakitrať 7 km v Yamanashi u Tokya rekord 581 km/h (2005)

Vysokoteplotní supravodiče

1986 Müller, Bednorz, Chu

YBa3Cu3O7 90 KHgBa2Ca2Cu3O8 134 K