60. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
В 1911 г. голландский физик Камерлинг-Оннес открыл замечательное явление — сверхпроводимость. Он обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии ее сопротивление сначала меняется постепенно, а затем при температуре 4,1 К очень резко падает до нуля (рис. 150). Это явление было названо сверхпроводимостью. Впоследствии было открыто много других сверхпроводников.
Сверхпроводимость наблюдается при очень низких температурах не выше 25 К. В таблице на форзаце приведены температуры перехода в сверхпроводящее состояние некоторых веществ.
Если в кольцевом проводнике, находящемся в сверхпроводящем состоянии, создать ток, а затем устранить источник, то сила этого тока не меняется сколь угодно долго. В обычном же несверхпроводящем проводнике ток в этом случае быстро прекращается.
Сверхпроводники находят широкое практическое применение. Так, сооружают мощные электромагниты со сверхпроводящей обмоткой, которые создают магнитное поле на протяжении длительных интервалов времени без затрат энергии. Ведь выделения теплоты в сверхпроводящей обмотке не происходит.
Однако получить сколь угодно сильное магнитное поле с помощью сверхпроводящего магнита нельзя. Очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние. Такое поле может быть создано током в самом сверхпроводнике. Поэтому для каждого проводника в сверхпроводящем состоянии существует критическое значение силы тока, превзойти которое, не нарушая сверхпроводящего состояния, нельзя.
Сверхпроводящие магниты используются в ускорителях
Рис. 150
элементарных частиц, магнитогидродинамических генераторах (МГД-генераторах), преобразующих механическую энергию струи раскаленного ионизированного газа, движущегося в магнитном поле, в электрическую энергию.
Если бы удалось создать сверхпроводящие материалы при температурах, близких к комнатным, то была бы решена важнейшая техническая проблема — передача энергии по проводам без потерь. В настоящее время физики работают над решением этой проблемы.
Объяснение сверхпроводимости возможно только на основе квантовой теории. Оно было дано лишь в 1957 г.
