szupravezetés
(kritikus hőmérséklet, elsőfajú szupravezető, I. típusú szupravezető,
másodfajú szupravezető, II. típusú szupravezető, alsó kritikus térerősség, felső kritikus térerősség, kritikus áramerősség, kritikus /mágneses/ térerősség)

Egyes fémeknek és vegyületeknek az a tulajdonsága, hogy alacsony hőmérsékleten elektromos ellenállásuk nullává válik, ugyanakkor a mágneses tér kiszorul belőlük (Meissner-effektus).

A higany ellenállása a hőmérséklet függvényében.

A jelenség akkor következik be, ha a hőmérséklet a kritikus érték (kritikus hőmérséklet /Tc/) alá csökken; ez az érték tipikusan kevesebb, mint - 260°C.
Valódi szupravezetés esetén mindig fellép az ellenállás eltűnése és a Meissner-hatás is.
Egy szupravezető gyűrűben létrehozott elektromos áram mindaddig nem szűnik meg, amíg az alacsony hőmérséklet fennmarad.
Egy anyag szupravezető képessége megszűnik, ha rajta egy meghatározott kritikus értéknél nagyobb áram folyik át, vagy egy bizonyos kritikus értéknél erősebb mágneses mező hatása alá kerül.
A szupravezetést először Heike Kammerlingh Onnes figyelte meg 1911-ben, higany esetében.
Nagy hőmérsékletű szupravezetést - 250°C-ot meghaladó hőmérsékleten először Alex Müller (1943-) argentin és Georg Bednorz (1950-) német fizikusok figyeltek meg 1986-ban; egy bárium- és lantántartalmú réz-oxid-kerámiában. Hasonló jelenségeket tapasztaltak egyéb kerámiák esetében is, némelyikük -180°C-nál nagyobb hőmérsékleten is szupravezető volt. Máig sem sikerült azonban kereskedelmi szempontból is használható nagy hőmérsékletű szupravezetőt előállítani, mert a kerámiák nagyon törékenyek, és a mágneses mező és az áram kritikus értéke, ami a szupravezetés megszűnéséhez vezet, igen alacsony.
Szupravezetéskor az áramot kötött elektron párok, úgynevezett Cooper-párok vezetik.

A szupravezető tiszta fémeket elsőfajú vagy I. típusú szupravezetőnek nevezik.

Azokat az ötvözeteket, fémötvözeteket, kerámiákat, amelyek szupravezető tulajdonságot mutatnak másodfajú vagy II. típusú szupravezetőknek nevezik. A másodlagos szupravezetők normálállapotban általában rossz vezetők, nagy a fajlagos ellenállásuk.

A II. típusú szupravezetők mágnesezettsége az alsó kritikus térerősségig lineárisan változik a térerősséggel.

A II. típusú szupravezetők a felső kritikus térerősségnél elvesztik szupravezető tulajdonságaikat.

A szupravezetők a kritikus áramerősségen megszűnnek szupravezetőnek lenni.

Az I. típusú szupravezetők Hc kritikus /mágneses/ térerősségben elvesztik szupravezető képességüket.

A szupravezetők alkalmazhatók igen nagy erejű elektromágnesekben.

A képre kattintva egy szupravezető mágnes felett lebegő tárgyról készült filmrészlet látható.

Ilyen elektromágneseket alkalmaznak például

részecskegyorsítókban

mágneses lebegtetésű vonatoknál

Mágneses tér mérésére.
Segítségével a mágneses tér rendkívül kicsi változásait lehet megmérni. Olyan gyenge terek is megmérhetők, melyek tízmilliárdszor kisebbek, mint a Föld mágneses tere.

Például az elektroenkefalográfhoz hasonlóan, ami az agykéreg elektromos tevékenységének megjelenítésére szolgál, a mágneses enkefalográfia segítségével az elektromos tevékenységgel együtt járó igen kicsi mágneses teret lehet mérni.

Felhasznált irodalom