superlaidumas

superlaidùmas, reiškinys, kai žemiau kritinės temperatūros atšaldytos medžiagos elektrinė varža šuoliškai tampa lygi nuliui. Medžiagai pereinant į superlaidžiąją būseną vyksta ir Meissnerio efektas – magnetinis laukas tampa lygus nuliui. Superlaidumas išnyksta, kai magnetinis laukas viršija kritinę vertę. Tai įvyksta tada, kai virškritinį magnetinį lauką sukuria tuo superlaidininku tekanti srovė. Superlaidumas būdingas daugeliui metalų ir jų junginių (superlaidininkai). Daugumos įprastinių superlaidininkų kritinė temperatūra yra 10–20 K (aukščiausia, 39 K, yra magnio diborato (aptikta 2001)). Kai kurių keraminių medžiagų aukštatemperatūris superlaidumas buvo aptiktas artimoje ar aukštesnėje kaip skystojo azoto temperatūroje (77 K). Kvantine mechanika grindžiama nuosekli ir išsami mikroskopinė teorija, paaiškinanti superlaidumą, sukurta 1957 J. Bardeeno, L. N. Cooperio ir J. R. Schriefferio (BCS teorija). Ši teorija teigia, kad dėl sąveikos su kristaline gardele tarp dviejų laisvųjų elektronų atsiranda trauka. Todėl dviejų taip sąveikaujančių elektronų, vadinamos Cooperio poros, energija yra šiek tiek mažesnė už tų elektronų energijų sumą, jei šios sąveikos nebūtų. Sklaidos nėra ir laidininko varža lygi nuliui, jei Cooperio poros energija (įskaitant ir šiluminio judėjimo energiją) yra mažesnės už energiją, reikalingą, sklaidos aktui, per kurį pora praranda savo kryptingo judėjimo elektriniame lauke impulsą. Vyrauja aukštatemperatūrio superlaidumo teorijos dvi koncepcijos: pagal pirmąją, dėl kristalo struktūros elektronų poros ryšys yra anizotropinis, pagal antrąją – iš esmės izotropinis (kaip ir BCS teorijoje), bet stipresnis dėl sluoksninės medžiagos struktūros. Aukštatemperatūriuose superlaidininkuose susidarant elektronų porai svarbiausia ne fononų sistema (kaip įprastuose superlaidininkuose), o sukinių tankio bangos. Superlaidumą 1911 pirmasis aptiko H. Kamerlinghas Onnesas tirdamas gyvsidabrio laidumą. Vėliau jis pastebėtas daugelyje metalų ir jų junginių. 1986 atrastas aukštatemperatūris superlaidumas.