برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

ابررساناها میتوانند 150 بار بیشتر از سیم های مسی الكتریسیته را هدایت كنند.چون این مواد حركت الكترونها كه اساس رسانش هستند را محدود نمیكنند.اما برای رسیدن به شرایط ابر رسانایی،مواد باید تا زیر یك دمای بسیار پایین (به اصطلاح دمای گذار)سرد شوند كه این موضوع استفاده گسترده از آنها را غیر عملی میسازد.

اكنون برای اولین بار دانشمندان كشف كرده اند كه علاوه بر دستكاری های شیمیایی،شرایط ابر رسانایی با اعمال فشار بالا روی ابررساناهای به اصطلاح دمای زیاد( high-temp)نیز میتواند رخ دهد.این كشف پنجره جدیدی را برای درك و كنترل این مواد جادویی میگشاید.

در گذشته ابر رساناها باید تا دماهای بینهایت كم (زیر 20 k یا -423 F )سرد میشدند. اما در دهه 1980 دانشمندان دسته دیگری از مواد از جنس اكسیدهای مس سرامیكی (كاپریتها)كشف كردند كه ابررساناهای دمای بالا نامیده شدند.دانشمندان دریافتند كه در دمای بالایی در حدود 135 k این مواد به حالت ابررسانایی گذار میابند.فهم چگونگی كاركرد این مواد و همچنین دستكاری آنها،برای عمل كردن در دماهای بالاتر،اكنون یكی از مهم ترین مسائل حل نشده فیزیك است.

Viktor Struzhkin از همكاران این مطالعه در آزمایشگاه ژئوفیزیك موسسه كارنگی میگوید:

"در ابر رساناهای كاپریتی،اتم ها در یك ساختار لایه لایه منظم شده اند.وقتی ماده به حالت ابررسانایی گذار می یابد،تغییراتی در صفحات اكسید- مس رخ میدهد.اسپینهای الكترونی متفاوت رفتار میكنند،انرژی ارتعاشی دستخوش تغییر میشود،بارها متفاوت رفتار میكنند و از این دست اتفاقات."

همكار دیگر این مطالعه Alexander Goncharov چزئیات را اینطور شرح میدهد:

"بعد از سالها دانشمندان فهمیدند كه دمای انتقال با مقادیر خاصی از دوپینگ میتواند افزایش یابد.عمل دوپینگ در این حالت افزودن ذرات باردار است.( چه الكترونهای با بار منفی و چه حفره های با بار مثبت)ما میخواستیم اثر فشار بالا را روی یك كاپریت دمای بالا با پایه بیسموت (Bismuth )ببینیم.فشار این حسن را دارد كه میتواند به تدریج و در یك رنج پیوسته اعمال شود؛درست مثل تنظیم یك رادیو؛ما به تدریج فشار را روی ابررسانا تنظیم كردیم و توانستیم مشاهده كنیم كه در یك بازه گسترده فشار چه اتفاقی می افتد."

این محققان اثرات زیر اتمی را در مواد در فشار نزدیك به350,000 برابر فشار اتمسفر در سطح دریا (35 Gpa)با كمك گرفتن از یك حفره سندان مانند الماسی برای فشرده كردن نمونه و هم چنین تكنیكهای اندازه گیری تغییرات مثل طیف نگاری رامن (Raman ) یا پراش پرتو X مشاهده كردند.

Tanja Cuk رهبر گروه و دانشجوی دانشگاه استنفورد كه این كار را به عنوان قسمتی از تحقیقات تز دكتری خود انجام داده،خاطر نشان می كند:

" 21 GPa عددی جادویی بود؛ یك فشار بحرانی؛ با فشرده سازی ساختار ما توانستیم تغییرات را در 6 خاصیت فیزیكی مشاهده كنیم.نكته هیجان انگیز اینجا بود كه این تغییرات،شبیه به چیزهایی بود كه پس از دوپینگ مواد تا حالت بهینه مشاهده میشود و این موضوع به این معنی است كه فشار بحرانی احتمالا با دوپینگ مرتبط است.علاوه بر آن ما با این كشف كه فشار میتواند جایگزین دما و عمل دوپینگ شود،به رویكردی كاملا جدید،برای مطالعه خواص پشت پرده ابررساناهای با تكنولوژی بالا (high-Tc) دست یافته ایم."

به گفته Struzhkin این مطالعه با ایجاد یك دورنمای كاملا جدید از ابررساناهایی كه با كمك تغییر فشار بدست آمده اند یك گام مارا به فهم مكانیسم ابررسانایی دمای بالا نزدیك میكند.

مشاهده میشود كه ابررسانش مرز بین عایق بودن و حالت فلزی است.ممكن است با كاربرد این فشارهای بالا ما بتوانیم كلید گم شده در مكانیسم ابررسانش دمای بالا را كشف كنیم و چندین قدم به استفاده ابررساناها در زندگی روزمره نزدیك شویم.موضوعی كه میتواند كل سامانه های انرژی ما را تغییر دهد.








* منبع مقاله: http://www.physorg.com/news130429482.html



* منبع تصویر مقاله: http://www.unexplained-mysteries.com


ابر رسانایی


به تركیب جالب خواص الكتریكی و مغناطیسی فلزات مشخصی كه در درجات حرارت خیلی پایین در آنها به وجود می‌آید اطلاق می شود. یك چنین دمایی اولین بار در سال 1908 وقتی كمرلینگ اونز در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد كه با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یك درجه كلوین برسد.

یكی از اولین بررسی هایی كه ا.نز با این درجه حرارت پایین قابل دسترسی انجام داد مطالعه تغییرات مقاومت الكتریكی فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندین سال قبل از آن معلوم شده بود كه مقاومت فلزات وقتی دمای آنها به پایین تر از دمای اتاق برسد كاهش پیدا می كند. اما معلوم نبود كه اگر درجه حرارت تا حدود كلوین تنزل یابد مقاومت تا چه حد كاهش پیدا می كند. آقای اونز كه با پلاتینیم كار می كرد متوجه شد كه مقاومت نمونه سرد تا یك مقدار كم كاهش پیدا می كرد كه این كاهش به خلوص نمونه بستگی داشت. در آن زمان خالص ترین فلز قابل دسترس جیوه بود و در تلاش برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت.او متوجه شد كه در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد غیر قابل اندازه گیری كاهش پیدا می كند كه البته این موضوع زیاد شگفت انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر منتظره می نمود.موقعی كه درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده می شود به جای اینكه مقاومت به ارامی كاهش یابد در درجه حرارت 4 كلوین ناگهان افت می كرد و پایین تر ازاین درجه حرارت جیوه هیچگونه مقاومتی از خود نشان نمی داد. همچنین این گذار ناگهانی به حالت بی مقاومتی فقط مربوط به خواص فلزات نمی شد و حتی اگر جیوه ناخالص بود اتفاق می افتاد.آقای اونز قبول كرد كه پایین تر از 4 كلوین جیوه به یك حالت دیگری از خواص الكتریكی كه كاملا با حالت شناخته شده قبلی متفاوت بود رفته است و این حالت تازه (( حالت ابر رسانایی )) نام گرفت.

بعدا كشف شد كه ابررسانایی را می توان از بین برد ( یعنی مقاومت الكتریكی را می توان مجددا بازگردانید.) و در نتیجه معلوم شد كه اگر یك میدان مغناطیسی قوی به فلز اعمال شود این فلز در حالت ابررسانایی دارای خواص مغناطیسی بسیار متفاوتی با حالت درجه حرارتهای معمولی می باشد.

تاكنون مشخص شده است كه نصف عناصر فلزی و همچنین چندین آلیاژ در درجه حرارت های پایین ابر رسانا می شوند. فلزاتی كه ابررسانایی را در درجه حرارت های پایین از خود نشان می دهند ( ابر رسانا ) نامیده می شوند. سالهای بسیاری تصور می شد كه تمام ابررسانا ها بر طبق یك اصول فیزیكی مشابه رفتار می كنند. اما اكنون ثابت شده است كه دو نوع ابررسانا وجود دارد كه به نوع I و II مشهور می باشد. اغلب عناصری كه ابررسانا هستند ابررسانایی از نوع I را از خود نشان می دهند.در صورتی كه آلیاژها عموما ابررسانایی از نوع II را از خود نشان می دهند. این دو نوع چندین خاصیت مشابه دارند. اما رفتار مغناطیسی بسیار متفاوتی از خود بروز می دهند.

منبع :www.physicsir.com

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :