Superprovodnici

UVOD
U ovom seminarskom radu ću govoriti o Superprovodnicima koji se pojavljuje kod raznih materijala, uključujući i proste elemente poput kalaja i aluminijuma, razne matalne legure, neke visoko-“dopirane” poluprovodnike, i određena keramička jedinjenja koja sadrže stepen atoma, bakra i kiseonika.
Superprovodno uređenje, kao ni magnetno, ne može da se objasni zonalnom strukturom i stepenom zauzetosti valentne i provodne zone materijala.
Može se reći da se Superprovodnici dijele na slijedeće teorije:
a) fenomenološke teorije i
b) mikroskopske teorije.
Jedna od potencijalno veoma značajnih primena superprovodnika jeste u izradi energetskih superprovodnih kablova, koji bi u budućnosti mogli doneti velike uštede u prenosu električne energije.
Detaljnije ću o temi Superprovodnici reći u dijelu koji slijedi.

1. OPĆENITO O SUPERPROVODNICIMA
Superprovodnost je fenomen koji se pojavljuje kod određenih materijala na niskim temperaturama, i karakteriše ga potpuno odsustvo električnog otpora i prigušivanje unutrašnjeg magnetnog polja (Majsnerov efekat).
Superprovodnost se pojavljuje kod raznih materijala, uključujući i proste elemente poput kalaja i aluminijuma, razne matalne legure, neke visoko-“dopirane” poluprovodnike, i određena keramička jedinjenja koja sadrže stepen atoma, bakra i kiseonika. Druga vrsta jedinjenja, poznata kao kuprati, su visokotemperaturni superprovodnici. Superprovodnost se ne pojavljuje kod plemenitih metala poput zlata i srebra, niti kod feromagnetnih metala poput gvožđa (mada gvožđe može da se pretvoriti u superprovodnik ako se podvrgne vrlo visokim pritiscima).
Kod konvencionalnih superprovodnika, superprovodnost je izazvana silom privlačenja između određenih provodnih elektrona koja potiče od razmene fotona, što prouzrokuje da tok provodnih elektrona stvara “stanje” superfluida sastavljeno od povezanih parova elektrona. Takođe postoji i klasa materijala, poznata kao nekonvencionalni superprovodnici, kod koje se javlja superprovodnost, ali čija su fizička svojstva u suprotnosti sa teorijom konvencionalnih superprovodnika. Naime, takozvani visokotemperaturni superprovodnici “funkcionišu” na temperaturama daleko višim nego što bi to bilo moguće po konvencionalnoj teoriji (ipak, ova temperatura je još uvek daleko ispod sobne temperature.) Trenutno ne postoji celovita teorija visokotemperaturne superprovodnosti.
Jedna od mogućih koristi superprovodnika je ta što bi pomoću njih bilo moguće da se električna energija čuva dugo vremena, praktično bez utrošaka. Ipak da bi se superprovodnici koristili u praksi, potrebno je da “funkcionišu” na temperaturama približnim sobnim (inače bi ih utrošak energije za hlađenje učinio nepraktičnim). Zato već dugi niz godina naučnici rade na stvaranju superprovodnika koji rade na sve višim temperaturama.