rupiuku 2010.01.16 09:36:30

Szerintem a kísérletileg tapasztalt jelenségek megismerésére megfelelő a korábban hivatkozott Mindentudás Egyeteme előadás (Mihály György).

Akit a miért érdekel, az a jelenségek mikroszkopikus okára kíváncsi. Erre a kérdésre persze létezik válasz, csak a makroszkopikus világban megszokott fogalmakkal nem biztos, hogy érthető lesz. Én szeretném egy kicsit megvédeni a közutálat tárgyát képező tanárokat, akik "homályos magyarázkodásba kezdenek", amikor a szupravezetés mikroszkopikus okairól faggatják őket olyanok, akik nem tanultak kvantummechanikát és szilárdtestfizikát.

A szupravezetés sajnos nem egy olyan könnyed téma, amit bárki könnyedén el tud képzelni a hétköznapi fogalmak szintjén. Az a helyzet, hogy a szupravezetés mikroszkopikus hátterének szinte semmilyen klasszikus alapja nincsen. 'Klasszikus' alatt arra a fizikai tudásanyagra gondolok, amely 1900-ban már rendelkezésre állt, azaz a kvantumelmélet és relativitáselmélet előtt.

Ennek ellenére most írok róla nektek, olyan mélységben, ami talán még felfogható. Persze lehetnek a magyarázatomban olyan kifejezések, amelyek (sajnos) nem tartoznak az általános műveltségbe, ezért aki tovább olvas, az előismereteitől függően használja a google-t és a wikipédiát az ismeretlen fogalmak megismerésére. Továbbá a hozzászólás végén adok pár tippet, hogy mit olvasgassanak azok, akiket mélyebben érdekel a téma.

Én úgy tudom, hogy a szupravezetők egy részére megnyugtató (kísérletileg ellenőrzött) mikroszkopikus értelmezést ad az ú.n. BCS-elmélet (Bardeen, Cooper és Schrieffer nyomán). Az elmélet szerint a kristályban lévő rácsrezgések (fononok) közvetítésével effektív vonzás jön létre az elektronok között, és ezért ezek az elektronok párokba rendeződnek. Két ellentétes irányba álló spin-nel rendelkező elektron egy Cooper-párt alkot, melyeknek az össz-spinje nulla. Az elmélet szerint a szupravezető áram ezeknek a Cooper-pároknak a mozgásából adódik. Itt persze nem klasszikus mozgásra kell gondolni, a többi mikroszkopikus részecskéhez hasonlóan ezek is hullámszerűen mozognak a kvantummechanikai állapotegyenlet (nemrelativisztikus esetben Schrödinger-egyenlet) szerint. A Schrödinger-egyenletben szereplő hullámfüggvény nem egy fizikailag közvetlenül mérhető mennyiség, de szoros összefüggésben van azzal, hogy egy részecske mekkora valószínűséggel található a tér egy részében. Tehát a hullámfüggvény időbeli változása (amely a Schrödinger-egyenlet megoldásával kiszámolható) azt adja meg, hogy a Cooper-párok hogyan mozognak a kristályban. Mivel a Cooper-pároknak van elektromos töltése (2 elektron töltése), a hullámfüggvény alapján meg lehet adni azt az elektromos áramot, amelyet a Cooper-párok mozgása létrehoz. Ugyanakkor azt már a középiskolai ismereteink alapján is jól tudjuk, hogy egy drótban folyó áram környezetében mágneses tér keletkezik, hasonló történik a Cooper-párok által létrehozott áram esetében is: mágneses teret keltenek. Ha a szupravezető külső mágneses térben van, akkor a Cooper-párok éppen úgy mozognak, hogy mozgásukkal a külső mágneses térrel ellentétes mágneses teret hoznak létre. A mágneses erővonalak tehát a szupravezetőn belül éppen a külső mágneses tér tükörképét mutatják, azaz a szupravezető ideális diamágnesként viselkedik. A mágneses erővonalakat szépen mutatja ez az ábra: www.mindentudas.hu/i/0301/20030131mih_20.gif

Vannak azonban olyan szupravezetők (pl. a CeCu2Si2), amelyekre a kísérletek szerint nem működik a BCS-elmélet. Sok szupravezető anyag napjaink kutatásának tárgyát képezik, tudtommal jelenleg nincs egységesen kidolgozott, és széles körben elfogadott mikroszkopikus elmélet, amely minden szupravezetőre érvényes lenne.

További olvasnivaló:
www.superlife.info/hu/konyv/szupra/8.htm
en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity
en.wikipedia.org/wiki/BCS_theory
en.wikipedia.org/wiki/Unconventional_superconductor
fermi.hu/node/18
fermi.hu/node/89

Aki az itt leírtaknál mélyebben szeretné megérteni, annak magyar nyelven az alábbi művet tudom ajánlani:
Sólyom Jenő: A modern szilárdtestfizika alapjai I-III. kötet (ELTE Eötvös Kiadó, 2002-2003)
A szupravezetésről a II. kötet 26. fejezet és a III. kötet 34. fejezet szól.

rupiuku 2008.09.14 13:29:27

na sikerült regisztrálnom, juhú. szóval a szeretet iránti vágyról és a teljességélmény elérésére való szándékról eszembe jutott a Maslow-féle piramis, ha nem ismernéd:
hu.wikipedia.org/wiki/Szem%C3%A9lyis%C3%A9gelm%C3%A9let#Abraham_Maslow_modellje

Amúgy nem kell feltétlenül hinni benne, sokan kritizálták már, de mégis ezt tanítják napjainkban menedzsmentből a BME-s hallgatóknak. Kiindulópontnak szerintem nem rossz.