D1-lg

ابررساناها چه زمانی کاربرد خواهند داشت؟

یک‌شنبه 19 اسفند 1397 - 16:00
مطالعه 3 دقیقه
ابررسانایی خاصیتی از بعضی مواد است که تنها در دماهای بسیار پایین دردسترس است. این درحالی است که برای استفاده از آن‌ها به دماهای بالاتر نیاز داریم.
تبلیغات
D4-mcid4

معمای قابلیت استفاده از مواد اَبَررسانا در دماهای بالاتر از صفر کلوین، به‌ویژه در موادی مانند اکسید مس، یکی از مسائل پیچیده‌‌ در علم فیزیک حالت جامد است. به‌تازگی، گروه پژوهشی بین‌المللی شامل چندین مهندس و دانشمند توانسته‌اند تاحدودی به درک این واقعیت نزدیک شوند.

وقتی بعضی مواد در درجه حرارت به‌شدت پایین سرد می‌شوند، خواص فیزیکی منحصر‌به‌فردی از خود نشان می‌دهند که به این خاصیت آن‌ها اَبَررسانایی گفته می‌شود. این مواد مقاومتی دربرابر جریان الکتریکی از خود نشان نمی‌دهند؛ بدین‌ترتیب، جریان برق می‌تواند آزادانه و بدون اتلاف انرژی در اَبَررساناها جاری شود.

اَبَررساناها در فناوری‌هایی مانند دستگاه‌های MRI، موتورهای الکتریکی، سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم و شتاب‌دهنده‌های ذرات کاربرد دارند. درحالی‌که هزاران نمونه از مواد اَبَررسانا به جامعه‌ی علمی معرفی شده، پرسش‌های زیادی درباره‌ی چرایی و چگونگی خاصیت اَبَررسانایی باقی مانده است.

گروهی پژوهشی به سرپرستی جیناشی ژو، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه تگزاس، برای پاسخ به این پرسش دست‌به‌کار شده است. نتایج بررسی‌های این تیم نشان داده در دماهای پایین نزدیک به صفر مطلق، نوعی تغییر فاز در ماده اتفاق می‌افتد. برای موادی مانند اکسید مس و بسیاری از اَبَررساناهای دیگر این تغییر فاز در دمای بالاتری رخ می‌دهد. این گروه پژوهشی معتقد است انتقال فاز در نقطه‌ی بحرانی کوانتومی اتفاق می‌افتد. یافته‌های این مقاله در ژورنال Nature منتشر شده است.

در این مطالعه، اثرهای گرما در دو سیستم مسی Eu-LSCO و Nd-LSCO اندازه‌گیری شده است. هر دو ماده به‌وسیله‌ی میدان‌های مغناطیسی قوی تا دمای بحرانی خود سرد شده‌اند تا خاصیت اَبَررسانایی آن‌ها شکل بگیرد. علائم ترمودینامیکی مشاهده‌شده در این آزمایش‌ها، وجود عامل بحرانی کوانتومی را در نمونه‌های بررسی‌شده تأیید کرده است. ژو افزود:

نقطه‌ی بحرانی کوانتومی عامل بالقوه‌ای برای تسهیل اَبَررسانایی سیستم‌های مسی است.

مهندسان اغلب، مواد را براساس مقاومت آن‌ها دربرابر جریان الکتریکی طبقه‌بندی می‌کنند. درواقع، اندازه‌گیری چنین خاصیتی نشان‌دهنده‌ی رفتار الکترون‌های درون ماده است. فلزی مانند مس عضوی مهم در سیم‌های اتصال شارژرهای گوشی‌های هوشمند، مایکروویوها، لامپ‌های برق و بیشتر پریزها است. خاصیت این فلز به الکترون‌های درون ساختار اتمی خود اجازه می‌دهد آزادانه حرکت کنند. چنین رفتاری باعث ایجاد مقاومت ضعیفی دربرابر جریان الکتریکی می‌شود و همین امر موجب تولید رسانای قدرتمندی خواهد شد.

ابررسانایی

صرف‌نظر از اینکه مقاومت ایجادشده ضعیف یا قوی باشد، پیامدی ناخواسته است که به‌دنبال آن بخشی از انرژی استفاده‌شده به گرما تبدیل می‌شود. در جهانی ایده‌آل، کابل‌ها می‌توانند از موادی با مقاومت صفر ساخته شوند. در دنیای واقعی، اَبَررساناها عهده‌دار چنین نقشی خواهند شد. بااین‌حال، به‌دلیل اینکه تمام اَبَررساناهای شناخته‌شده در دماهای بسیاری پایین کاربردی هستند، استفاده از آن‌ها در دماهای معمول بسیار دشوار است. درنهایت، مهندسان و دانشمندان در سراسر جهان همچنان به‌دنبال مواد اَبَررسانایی هستند که می‌توانند در دماهای نزدیک به دمای اتاق به‌کار گرفته شوند. هر کشفی دراین‌زمینه، پژوهشگران را یک گام به هدف مدنظر نزدیک‌تر خواهد کرد. ژو خاطر نشان کرد:

فهم چرایی اَبَررساناشدن این مواد، ما را به هدف مقدس اَبَررساناهای کاربردی در دمای اتاق خواهد رساند. این موضوع فقط به زمان نیاز دارد.
مقاله رو دوست داشتی؟
نظرت چیه؟
داغ‌ترین مطالب روز
نمای جلویی پروژکتور Laser Projector 3 شیائومی
پروژکتور لیزری ۲۰۲۵ شیائومی، دیوار خانه را به تلویزیون ۱۲۰ اینچ 4K تبدیل می‌کند

جدیدترین ویدیو پروژکتور شیائومی با وضوح بومی 4K از راه رسید.

29
حدود 19 ساعت قبل
لوگو سرچ‌بار هوگل
گوگل را فراموش کنید؛ «هوگل» امنیت بیشتری دارد

«هوگل» موتور جست‌وجویی شبیه گوگل با امنیت و حریم خصوصی بیشتر است.

78
حدود 20 ساعت قبل
یک مرد در حال تحویل گل به کودک کنار مادرش
شاسی‌بلند پرهیاهو شیائومی بالاخره عرضه شد؛ تحویل اولین خودرو به خانواده چینی

مراسم تحویل اولین نمونه‌ها از شاسی‌بلند برقی YU7 به مشتریان با حضور مدیرعامل شیائومی برگزار شد.

43
حدود 16 ساعت قبل
حمله به زیرساخت‌های ارتباطی کشور
حملات سایبری به زیرساخت ارتباطی کشور دوباره اوج گرفت

درحالیکه هنوز ارتباطات در کشور به وضعیت قبل از جنگ، بازنگشته اما شاهدیم که در سه روز گذشته حملات سایبری به زیرساخت ارتباطی کشور شدت گرفته است.

178
2 روز قبل
مشکل نقشه GPS تاکسی اینترنتی ایران
مبدا: میدان آزادی، مقصد: آفریقای جنوبی

اختلال‌ها در جی‌پی‌اس، زندگی‌ راننده‌های تهرانی اسنپ و تپسی را مختل کرده و درآمد آن‌ها را بسیار کاهش داده است.

175
2 روز قبل
بهترین بازی‌ های آیفون ۲۰۲۵
بهترین بازی‌ های آیفون ۲۰۲۵؛ بازی‌هایی که باید امتحان کنید

با فهرستی از بازی‌های جذاب آیفون برای سلایق گوناگون آشنا شوید که می‌توانند ساعت‌ها بدون اینکه گذر زمان را حس کنید، شما را سرگرم کنند.

40
حدود 21 ساعت قبل
نمای نزدیک از لوگوی PS در پلی استیشن ۵ پرو
زمان عرضه کنسول پلی استیشن ۶ لو رفت

کنسول پلی‌استیشن ۶ سونی در دست توسعه است و حالا زمان عرضه‌ی احتمالی را به‌لطف افشاگران می‌دانیم.

63
حدود 18 ساعت قبل
تبلیغات
DN-DNShatel

نظرات

با چشم باز خرید کنید
زومیت شما را برای انتخاب بهتر و خرید ارزان‌تر راهنمایی می‌کند
ورود به بخش محصولات