superkonduktiivisten

Superkonduktiiviset, eli superkonduktorit, ovat aineita, jotka johtavat sähkövirtaa käytännössä ilman vastusta, kun ne ovat jäähtyneet kriittisen lämpötilan Tc alapuolelle. Tämä nollaresistanssi ilmenee vain tietyssä lämpötilan ja magneettikentän alueessa. Yksi keskeisistä ilmiöistä on Meissnerin ilmiö: magneettikenttä purkautuu materiaalin sisäpuolelle, jolloin superkonduktori hylkii ulkoista magneettikenttää.

Käytännössä superkonduktoreita käytetään, koska ne voivat kuljettaa suuria sähkövirtoja ilman tehonmenetystä ja mahdollistavat voimakkaiden magneettikenttien hallinnan. Ominaisuuksiin vaikuttavat kriittiset parametrit: Tc eli kriittinen lämpötila, jonka alapuolella tapahtuu konduktio, Hc eli kriittinen magneettinen kenttä sekä Jc eli kriittinen nykytiheys. Materiaalit ja niiden käyttäytyminen näiden arvojen vallitessa määrittävät sovellukset.

Tyypillisesti superkonduktorit jaetaan Laji I ja Laji II –tyyppeihin. Laji I luokitellaan yksinkertaisiin, joissa Meissnerin ilmiö kattaa koko volyymiin, kun taas Laji II sallii magneettikentän vektoroinnin ja vortex-tilan, mikä mahdollistaa suurempien kenttien käytön ja sovellukset, kuten magneettiset maglev-järjestelmät ja voimalliset magneettikonstit.

Sovellukset ovat laajentuneet MRI-laitteista ja hiukkasfysiikan kiihdyttimistä älykkäisiin sähköverkkoihin ja kvanttitietokoneisiin. Perinteiset, matalan Tc-superkonduktorit ja korkea Tc -ryhmät (esim. cupraatit) tarjoavat erilaisia etuja, ja tutkimus jatkuu materiaalien rakenteen ja mekanismien ymmärtämiseksi sekä uusien, käytännöllisten konduktorien löytämiseksi.