superjohtavilla

Superjohtavuus on ilmiö, jossa tietyt materiaalit, kun ne jäähdytetään riittävän alhaiseen lämpötilaan, menettävät kaiken sähköisen vastuksensa ja karkottavat magneettikenttiä. Tätä kriittistä lämpötilaa kutsutaan suprajohtavaksi lämpötilaksi. Kun materiaali saavuttaa suprajohtavan tilan, sähkövirta voi kulkea sen läpi ilman energiahäviöitä. Ilmiön havaitsi hollantilainen fyysikko Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1911 tutkiessaan elohopeaa hyvin alhaisissa lämpötiloissa.

Suprajohtavuus jakautuu kahteen päätyyppiin, tyyppi I ja tyyppi II, jotka eroavat toisistaan siinä, miten ne reagoivat ulkoisiin magneettikenttiin. Tyypin I suprajohteet menettävät suprajohtavuutensa kokonaan, jos magneettikenttä ylittää tietyn kriittisen arvon. Tyypin II suprajohteet sen sijaan sallivat magneettikenttien tunkeutumisen osittain vorteksien muodossa, säilyttäen suprajohtavuuden korkeammilla kentillä.

Suprajohtavuudella on potentiaalisia sovelluksia monilla aloilla, kuten magneettikuvaus (MRI), maglev-junat, hiukkaskiihdyttimet ja tehonsiirto. Mahdollisuus siirtää sähköä ilman häviöitä voisi mullistaa energiateollisuuden. Myös materiaalien kehittäminen, jotka ovat suprajohtavia korkeammissa lämpötiloissa (ns. korkean lämpötilan suprajohteet), on aktiivinen tutkimusalue, sillä se voisi vähentää merkittävästi jäähdytyskustannuksia ja laajentaa sovellusmahdollisuuksia.