Süper İletkenlik

Elektronun keşfinin ortaya çıkardığı en önemli sonuçlardan birisi süperiletkenliğin bulunmasıdır. Elektrik akımı, yani elektronların akışı, iletken kablolar yardımıyla sağlanır. Fakat bu metal kabloların elektriksel dirençleri vardır ve akımın telden akması sırasında bu direnç nedeniyle enerjilerinin bir kısmı atık ısıya dönüşür. Süperiletken malzemelerde ise neredeyse hiç elektriksel direnç yoktur. Dolayısıyla elektrik akımı bir süperiletkenden hiç enerji kaybına uğramadan akabilir.
Süperiletkenliğin keşfi yüzyılımızın başlarında oldu. Danimarkalı fizikçi Kamerlingh Onnes 1908 yılında mutlak sıfırın birkaç derece üstündeki sıcaklıklarda civanın elektriksel direncini ölçerken 4,2 °K’de direncin aniden sıfıra gittiğini gözledi. Daha sonraları, bu mükemmel iletkenliğe keskin geçişin başka metal ve alaşımlarda da olduğu bulundu ve bu olguya süperiletkenlik adı verildi.
Bir metal, özelliklerine bağlı olarak değişen ve geçiş sıcaklığı adı verilen belli bir sıcaklıkta süperiletken hale gelir. Örneğin çinko için bu sıcaklık 0,88 °K iken kurşun için 7,2 °K dir.
Süperiletkenlik olgusu elektronların davranışıyla belirlenir: Süperiletken bir metalin kristal örgüsündeki serbest elektronların, cıvarlarındaki pozitif iyonlarla etkileşmeleri örgüde kusurlara neden olur. Bunun sonucunda, normalde birbirlerini itmesi gereken elektronlar arasında dolaylı bir çekim kuvveti, dolayısıyla metal içinde elektron çiftleri oluşur. “Cooper Çftleri” adı verilen bu elektron çiftlerinin saçılma ile birbirlerinden ayrılmaları zordur. Üstelik bu çiftlerin saçılmayı önleyici kuantum özellikleri de vardır. Bu çiftler süperiletkenliğin sorumlusudur. Çünkü metallerde elektriksel iletkenlik temelde saçılmaya bağlıdır; ne kadar az sayıda saçılma olursa metal elektriksel olarak o kadar iyi iletken hale gelir.
Süperiletkenlik olgusunun kuramsal olarak açıklanması yüzyılımızın ortalarında John Bardeen, Leon Cooper ve John Schrieffer isimli üç Amerikalı fizikçi tarafından yapıldı ve bu çalışmaları onlara Nobel ödülü kazandırdı.

[sinsiati]

Uygulanabilirliği çok zor gibi görünüyor süperiletkenliğin. Yani iletkeni hep bu düşük sıcaklıkta tutabilmek sadece bunun teknik olabilirliği bakımından değil aynı zamanda mali olabilirliği bakımından da ayrı bir sorun teşkil eder uygulamada !

[hancı]

Sayın sinsiati şöyle demiş:

Uygulanabilirliği çok zor gibi görünüyor süperiletkenliğin. Yani iletkeni hep bu düşük sıcaklıkta tutabilmek sadece bunun teknik olabilirliği bakımından değil aynı zamanda mali olabilirliği bakımından da ayrı bir sorun teşkil eder uygulamada !

MR larda gayet güzel uygulanıyor. Örneğin Siemens'in bir MR ının devreye alınmasında 520 amperlerde bir akım oluşturmuştuk. Aradan o kadar yılgeçmesine rağmen bu akım hala akıyor. Akmaya devam ediyor. Soğutucu olarak de sıvılaştırılmış helyum kullanılıyordu. Yalnız derecesini, ve kullanılan superiletkenin cinsini bilmiyorum.

[sinsiati]

Bunu bilmiyordum sn hancı ben soğutmanın maliyetli olabileceğini düşünüyordum. Yani fizikteki deneylerde de bu derece düşük sıcaklıklara indirilirken harcanan enerjinin maliyeti artıyor. Yalnız bir de şu bakımdan demek istemiştim; neticede bu sistem elektrik sistemleri için kullanılmak istenirse soğutma alanı da büyük oranda artacak ve kontrol etmesi de zorlaşacak ve ek maliyetler ortaya çıkacaktır.

[hancı]

Ancak benim süperiletkenlik için başka bir hayalim var. Şu anda eksi 95 derecelere kadar inen süperiletkenler biliniyor. (tabi yeni gelişmelerden haberim yok.)

Bir diğer sorunda bilidğim kadarıyla, süper iletkenlerin bu sıcaklıklarda elde edilmesine rağmen boyut sorunu var. Yani metrelerce teller elde edilemiyor. Fakat eksi ell,i derecelrde uzun mesafeli süper iletkenler yapılırsa, ben adres olarak kutupları gösteririm.

[sinsiati]

Zaten en büyük problem sanırım boyut sorunu bir de montaj olması kristal kusurlarını daha da arttırıyor bunu engellemek daha zor ama gelecekte bunların hepsinin üstesinden gelinebilir umarım !

[ahmetrh]

arkadaşlar süper iletkenlik hakkın da bi araştırma yapıyorum.benle kaynak ve bilgilerinizi paylaşırmısınız

[petricli]

Sayın ahmetrh,

Süper iletkenlik hakkında araştırma yaptığınızı yazmışsınız. Araştırmanızı ne için ve hangi düzeyde yaptığınızı yazmamışsınız. Bu sebeple size kaynak konusunda nasıl yardımcı olabiliriz açıkçası emin değilim.

İstediğiniz kaynakların düzeyi ne olacak mesela... Yinede size kültür düzeyinde bilgi verebilecek bazı kaynaklar sunuyorum.

Daha detaylı kaynak istiyorsanız, üniversitelerden ve tübitaktan faydalanabilirsiniz.

Saygılar,

http://www.fizikdosyasi.com/superiletkenlik.htm

http://www.tse.gov.tr/Turkish/abone/...EskiKod=29.050

http://www.elyadal.org/pivolka/04/bor2.htm

fizikevreni.sitemynet.com/katihalfizigi2.pdf

http://www.kku.edu.tr/~fizik/superiletkenlik.html

http://www.gazikitabevi.com.tr/kitap.aspx?KitapNo=143

http://web.deu.edu.tr/tcp/BoseE.html

http://www.zaferdergisi.com/article/?makale=763

http://fizikevreni.sitemynet.com/katihalproblemler2.pdf

[changeable]

Sayın sinsiati şöyle demiş:

Uygulanabilirliği çok zor gibi görünüyor süperiletkenliğin. Yani iletkeni hep bu düşük sıcaklıkta tutabilmek sadece bunun teknik olabilirliği bakımından değil aynı zamanda mali olabilirliği bakımından da ayrı bir sorun teşkil eder uygulamada !

yüksek sıcaklık süperiletkenlerini uzay çalışmalarında kullanmaya dair projeler var sanırım. bildiğiniz üzere yukarısı gayet soğuk, soğutma maliyetinin ortadan kaldırılması mümkün görülüyor yani.

[ahmetrh]

arkadaşlar süper iletkenlik araştırmam bitirme tezim üzerine bana yardımcı olabilrseniz sevinirim ilginiz için şimdiden teşekkürler.