Geleceğe Yön Verecek Buluş: Süperiletkenler

Geleceğe Yön Verecek Buluş: Süperiletkenler

Süperiletkenlik Nedir?

Süperiletkenlik, bir maddenin elektriksel direncinin sıfıra indirgenmesi ve manyetik alanlarındaki değişiminin ortadan kalkması sonucu oluşan bir durumdur. Bu duruma yol açan başlıca sebep bir atom altı parçacığı olan elektronlardan kaynaklandığı için süperiletkenlik kuantum mekaniğini ilgilendiren bir durumdur.

Bilimin süperiletkenlerle ilk teması

Tarihte bilinen ilk süperiletken 1911 yılında Heike Kamerlight Onnes tarafından keşfedilmiştir. Katı cıvanın(Hg) elektrik direnci üzerine çalışan Onnes, direncin 4,2 Kelvin(-268.95  °C) altında direncin sıfıra düştüğünü gözlemlemiştir. Süperiletken fikrini böylece ortaya atmıştır.

Süperiletkenlik

Süperiletkenlerin Özellikleri Nelerdir?

Yazının başında da bahsetmiş olduğumuz gibi elektriksel direncin sıfıra yakınlaştırılması ve manyetik alanlarındaki değişimin ortadan kalkması temel özellikleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Bununla birlikte manyetik alanı itmesi yani diamanyetiklik de bir özellikleridir.Bu diamanyetikliğin yarattığı etkiye Meissner Etkisi denmektedir.

Meissner Etkisi Nedir?

Atomlarda manyetik alanı oluşturan temel atom alt parçacıklarından(kuarklardan) elektronlardır. (Proton ve nötronun etkisi elektronlara nazaran çok daha düşüktür). Manyetik alanları oluşturan olay elektronların bir eksen etrafında dönmesidir. Bu manyetik alanın yönünü elektronların dönüş yönü belirler. Atomların elektron dizilişi yazıldığı zaman eşlenmiş ve eşlenmemiş elektronları gözlemleyebiliriz. Eğer iki elektron eşlenmiş ise dönüş yönleri birbirine terstir ve birbirlerinin manyetik alanlarını sıfırlarlar. Eğer tüm elektronlar eşlenmiş ise atomda net bir manyetik alan oluşmaz ve böylece başka manyetik alanlardan etkilenesi söz konusu dahi olamaz. Tüm elektronları eşlenmiş olmasına diamanyetiklik denir. Tüm bu olay Meissner Etkisi olarak adlandırılır.

MAGLEV treni
MAGLEV treni
Süperiletkenlik
Süperiletken bobinler kullanılmış bir rüzgar gülü

Süperiletkenler Nerede Kullanılıyor?

Süperiletken mıknatıslar bilinen tarihin en güçlü mıknatıslarındandır. Günümüzde MR cihazları, kütle spektrometrelerinde, örneğini CERN gibi kuantum araştırma laboratuvarlarında görebileceğimiz parçacık hızlandırıcılarındaki ışınları yöneten mıknatıslarda, Çin ve Japonya gibi ülkelerde kullanılan süper hızlı trenlerde(MAGLEV treni olarak adlandırılan bu trenler 600km/h hıza ulaşabilir), yüksek performanslı rüzgâr tribünlerinde, karışımıza çıkmaktadır.

Süperiletkenlerin Gelecekteki Kullanım Alanları

İleride enerji depolanması, elektrik motorlarının daha verimli çalışması gibi konularda hayatımızda yer edinecektir. Ayrıca süperiletken kablolar hakkında araştırmalar ve uygulamalar devam etmekte olup süperiletken kabloların yaygınlaşacağı aşikârdır. Bu noktada önümüzdeki en büyük engel süperiletkenlerin hareket halindeki manyetik alanlara karşı duyarlılığıdır, şuan için sadece sabit manyetizmalı sistemlerde kullanılmaktadır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir