Meissnerov efekat

Dijagram Meissnerovog efekta. Linije magnetnog polja, predstavljene strelicama, isključene su iz supravodiča kada je temperatura ispod kritične.

U fizici kondenzovane materije, Meissnerov efekat (ili Meißner-Ochsenfeldov efekat) je izbacivanje magnetskog polja iz superavodiča tokom njegovog prelaska u supravodljivo stanje kada se ohladi ispod kritične temperature. Ovo izbacivanje će odbiti obližnji magnet.

Njemački fizičari Walther Meißner (angl. Meissner) i Robert Ochsenfeld otkrili su ovaj fenomen 1933. godine mjereći raspodjelu magnetskog polja izvan uzoraka superprovodljivog kalaja i olova. Uzorci su, u prisustvu primijenjenog magnetskog polja, ohlađeni ispod temperature superprovodljivog prijelaza, nakon čega su uzorci poništili gotovo sva unutrašnja magnetska polja. Ovaj efekat su detektovali samo indirektno jer supravodnik održava magnetski fluks: kada se unutrašnje polje smanji, vanjsko polje se poveća. Eksperiment je prvi put pokazao da su supravodiči više od samo savršenih provodnika i da pružaju jedinstveno definirajuće svojstvo stanja supravodiča. Sposobnost efekta izbacivanja određena je prirodom ravnoteže formirane neutralizacijom unutar jedinične ćelije superprovodnika.

Meissnerov efekat je dobio fenomenološko objašnjenje od strane braće Fritza i Heinza Londona, koji su pokazali da je elektromagnetna slobodna energija u supravodiču minimizirana pod uslovom

$\nabla ^{2}\mathbf {H} =\lambda ^{-2}\mathbf {H} \,$

gdje je H magnetsko polje, a λ Londonova dubina prodiranja.

Ova jednačina, poznata kao Londonova jednačina, predviđa da magnetsko polje u supravodiču eksponencijalno opada od vrijednosti koju posjeduje na površini. Ovo isključenje magnetskog polja je manifestacija superdijamagnetizma koji se javlja tokom faznog prelaza iz provodnika u supravodič, na primjer smanjenjem temperature ispod kritične temperature.

Posljedice

Otkriće Meissnerovog efekta dovelo je do fenomenološke teorije superprovodljivosti koju su razvili Fritz i Heinz London 1935. godine. Ova teorija je objasnila transport bez otpora i Meissnerov efekat, te omogućila prva teorijska predviđanja za superprovodljivost. Međutim, ova teorija je objasnila samo eksperimentalna zapažanja - nije omogućila identifikaciju mikroskopskog porijekla supravodljivih svojstava. To je uspješno učinjeno BCS teorijom 1957. godine, iz koje proizlaze dubina prodiranja i Meissnerov efekat. Međutim, neki fizičari tvrde da BCS teorija ne objašnjava Meissnerov efekat.

Vanjski linkovi

• Meissnerov efekat - Feynmanova predavanja o fizici
• Meissnerov efekat (Nauka od nule) Kratki video sa Imperial Collegea u Londonu o Meissnerovom efektu i levitirajućim vozovima budućnosti.
• Uvod u supravodljivost Video o supravodnicima tipa 1: R = 0/Temperature prelaza/ B je varijabla stanja/Meissnerov efekat/Energetski jaz (Giaever)/BCS model.
• Meissnerov efekat (hiperfizika)
• Historijska pozadina Meissnerovog efekta