أحمد شريف غانم
01-31-2008, 09:04 AM
تعد ظاهرة التوصيلية الفائقة مثيرة من جميع جوانبها سواء ما يتعلق بدراستها أو ما يتعلق بتطبيقاتها، فالسلوك الكهربائي للمواد فائقة التوصيل (عدم المقاومة للتيار) والمغناطيس ( رفض المجال المغناطيسي) وهما السمتان البارزتان لها جعلا منها مواد ذات تطبيقات غير محصورة. فمن المعلوم إن مقاومة التيار الكهربائي في جميع المواد العادية هي السبب في ضياع وفقد الكثير من الطاقة الكهربائية، وارتفاع حرارتها .
ومن جهة ثانية فالمجال المغناطيسي اعتاد على التغلغل في جميع المواد العادية بدون استثناء. أما المواد الفائقة فمقاومتها للتيار الكهربائي تصل إلى الصفر، مع أن البعض ذكر انه ربما توجد مقاومة نوعية في حدود 4×10^-25 أوم/متر. ومن ناحية اخرى فالمجالات المغناطيسية لا تستطيع الدخول إلى جسم الموصل الفائق مادام بصورته الفائقة مما يبشر بتطبيقات كثيرة تعتمد على وجه التحديد على تلك الخاصية.
تاريخ الموصلات الفائقة:-
في عام 1908م نجح العالم الهولندي الشهير هيك كامرلين اونيس
Heike Kamerlingh Onnes)) في ضغط ثم إسالة غاز الهيليوم الذي يتحول من الحالة الغازية إلى السائلة عند درجة 4.2كلفن (-269م) وبعدها بثلاث سنوات وأثناء دراساته على المقاومة النوعية لبعض العناصر لاحظ انعدام المقاومة لمادة الزئبق النقي عندما تقترب درجة حرارته من الصفر المطلق،وقد استحق هذا العالم جائزة نوبل في الفيزياء بسبب هذين الاكتشافين. واصطلح بعد ذلك على تسمية درجة الحرارة التي تفقد المادة عندها مقاومتها وتتحول من مادة عادية إلى موصل فائق بدرجة الحرارة الحرجة(Tc) وأطلق عليها بالمواد فائقة التوصيل. وبعد ذلك استمر العلماء بالبحث عن هذه المواد ، واكتشف مركب النايوبيوم(N b N) في أول الأربعينات وصلت درجة التحول إلى 15 درجة كلفن واستمرت لمدة ثلاثين سنة وبالتحديد حتى عام 1973م حيث أضيف مركب جديد (N b 3 G e) ذو درجة تحول تصل إلى 23 كلفن.
وحصلت بعد ذلك قفزة متميزة في سجل المواد فائقة التوصيل عندما قام كل من جورج بدنورز وكارل ميولار في عام 1986م بنشر تقرير حول نجاحهما في تحضير مركب سيراميكي هو (La-Ba-Cu-O) تبلغ درجة تحوله حوالي 30 كلفن تم تحضيره في معامل شركة (IBM) في سويسرا. وقد استحق العالمان جائزة نوبل بالمشاركة ليس للقفزة في حرارة التحول ولكن لأنهما فتحا المجال لتحضير مواد سيراميكية لأول مرة.
ومن جهة ثانية فالمجال المغناطيسي اعتاد على التغلغل في جميع المواد العادية بدون استثناء. أما المواد الفائقة فمقاومتها للتيار الكهربائي تصل إلى الصفر، مع أن البعض ذكر انه ربما توجد مقاومة نوعية في حدود 4×10^-25 أوم/متر. ومن ناحية اخرى فالمجالات المغناطيسية لا تستطيع الدخول إلى جسم الموصل الفائق مادام بصورته الفائقة مما يبشر بتطبيقات كثيرة تعتمد على وجه التحديد على تلك الخاصية.
تاريخ الموصلات الفائقة:-
في عام 1908م نجح العالم الهولندي الشهير هيك كامرلين اونيس
Heike Kamerlingh Onnes)) في ضغط ثم إسالة غاز الهيليوم الذي يتحول من الحالة الغازية إلى السائلة عند درجة 4.2كلفن (-269م) وبعدها بثلاث سنوات وأثناء دراساته على المقاومة النوعية لبعض العناصر لاحظ انعدام المقاومة لمادة الزئبق النقي عندما تقترب درجة حرارته من الصفر المطلق،وقد استحق هذا العالم جائزة نوبل في الفيزياء بسبب هذين الاكتشافين. واصطلح بعد ذلك على تسمية درجة الحرارة التي تفقد المادة عندها مقاومتها وتتحول من مادة عادية إلى موصل فائق بدرجة الحرارة الحرجة(Tc) وأطلق عليها بالمواد فائقة التوصيل. وبعد ذلك استمر العلماء بالبحث عن هذه المواد ، واكتشف مركب النايوبيوم(N b N) في أول الأربعينات وصلت درجة التحول إلى 15 درجة كلفن واستمرت لمدة ثلاثين سنة وبالتحديد حتى عام 1973م حيث أضيف مركب جديد (N b 3 G e) ذو درجة تحول تصل إلى 23 كلفن.
وحصلت بعد ذلك قفزة متميزة في سجل المواد فائقة التوصيل عندما قام كل من جورج بدنورز وكارل ميولار في عام 1986م بنشر تقرير حول نجاحهما في تحضير مركب سيراميكي هو (La-Ba-Cu-O) تبلغ درجة تحوله حوالي 30 كلفن تم تحضيره في معامل شركة (IBM) في سويسرا. وقد استحق العالمان جائزة نوبل بالمشاركة ليس للقفزة في حرارة التحول ولكن لأنهما فتحا المجال لتحضير مواد سيراميكية لأول مرة.