suprajohtavuudessa

Suprajohtavuus on tila, jossa tietyt materiaalit johtavat sähköä ilman minkäänlaista vastusta. Tämä ilmiö tapahtuu vain tiettyjen materiaalien kohdalla ja ainoastaan hyvin alhaisissa lämpötiloissa, jotka tunnetaan kriittisenä lämpötilana. Kun materiaali jäähdytetään alle kriittisen lämpötilansa, sen sähköinen vastus katoaa täysin. Tämä tarkoittaa, että sähkövirta voi kulkea suprajohteen läpi ikuisesti ilman energiahäviöitä.

Suprajohtavuus sisältää myös toisen merkittävän ominaisuuden, Meissnerin ilmiön. Kun materiaali muuttuu suprajohtavaksi, se karkottaa magneettikentät sisältään. Tämä on syy siihen, miksi suprajohteen yläpuolella leijuva magneetti voi pysyä ilmassa. Meissnerin ilmiö on olennainen osa suprajohtavuuden ymmärtämistä ja sen sovelluksia.

Suprajohtavuuden löysi vuonna 1911 hollantilainen fyysikko Heike Kamerlingh Onnes tutkiessaan elohopean ominaisuuksia nestemäisen heliumin jäähdyttämänä. Sen jälkeen suprajohtavuutta on havaittu monissa eri metalleissa, seoksissa ja keramisissa materiaaleissa. Materiaalien kriittiset lämpötilat vaihtelevat suuresti. Uudemmat, korkeamman lämpötilan suprajohteet, jotka on löydetty 1980-luvulla, ovat avanneet uusia mahdollisuuksia suprajohtavuuden hyödyntämiselle, vaikka nekin vaativat edelleen huomattavaa jäähdytystä.

Suprajohtavuudella on potentiaalisia sovelluksia monilla aloilla, kuten magneettikuvantamisessa (MRI), hiukkaskiihdyttimissä, maglev-junissa ja tehokkaissa sähkömoottoreissa. Sen täysi potentiaali on kuitenkin edelleen tutkimuksen ja kehityksen kohteena, erityisesti haasteiden vuoksi, jotka liittyvät materiaalien valmistukseen ja korkeiden kriittisten lämpötilojen saavuttamiseen ilman liiallista jäähdytystä.