suprajohtimet

Suprajohteet ovat materiaaleja, jotka tietyissä olosuhteissa menettävät kaiken sähköisen resistanssinsa ja karkottavat magneettikentät. Tämä ilmiö tunnetaan nimellä Meissnerin efekti. Suprajohtavuus ilmenee tyypillisesti hyvin alhaisissa lämpötiloissa, lähellä absoluuttista nollapistettä, vaikka korkeamman lämpötilan suprajohteita on myös löydetty.

Suprajohtavuuden löysi hollantilainen fyysikko Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1911 tutkiessaan heliumin jäätymispistettä. Hän huomasi, että elohopean resistanssi katosi kokonaan noin 4.2 Kelviniä matalammissa lämpötiloissa. Tästä löydöstä lähtien suprajohtavuutta on tutkittu laajasti, ja se on löydetty monista eri materiaaleista, kuten metalleista, seoksista ja keramisista yhdisteistä.

Suprajohteilla on lukuisia potentiaalisia sovelluksia. Niitä voitaisiin käyttää tehokkaissa sähkömagneeteissa esimerkiksi maglev-junissa, MRI-laitteissa ja hiukkaskiihdyttimissä. Sähkönsiirrossa suprajohteet voisivat vähentää merkittävästi energiahävikkiä. Myös herkät magneettikenttäanturit ja nopeammat elektroniset laitteet ovat mahdollisia suprajohtavuuden ansiosta.

Tärkeimmät haasteet suprajohteiden laajamittaisessa käytössä liittyvät niiden vaatimiin erittäin alhaisiin toimintalämpötiloihin, jotka edellyttävät kalliita jäähdytysjärjestelmiä. Korkeamman lämpötilan suprajohteiden kehittäminen onkin ollut aktiivinen tutkimusalue. Tutkimus pyrkii löytämään materiaaleja, jotka ovat suprajohtavia huoneenlämmössä tai lähellä sitä, mikä mullistaisi monia teknologisia aloja.