Kritik Sıcaklık

Süperiletkenliğin 1911�deki keşfinden sonra, pek çok metalin direncinin, her metale özgü kritik bir Tc sıcaklığının altında, sıfıra gittiği gözlenmiştir.

Çok iyi iletken olan bakır, gümüş ve altın süperiletkenlik göstermezler.

2. Manyetik özellikleri ve Kritik Manyetik alan

Süperiletken, sıfır dc (doğru akım) direncine sahip olma gibi önemli bir özelliğe sahiptir.

Ohm kanununa göre, bir iletken içindeki elktrik alan, o iletkenin direnci ile orantılıdır. Dolayısı ile, bir süperiletken için R=0  olduğundan, süperiletkenin içinde elektrik alan sıfır olmak zorundadır. Faraday�ın Indüksiyon Kanunu

-----------------(1)

Şeklinde yazılabilir. Yani, E nin kapalı bir ilmek (halka) boyunca çizgi integrali, kapalı ilmek düzleminden geçen Φ_m manyetik akışının zamana göre değişiminin eksi işaretlerine eşittir. Bir süperiletken içindeki her nokta E=0 olduğundan, kapalı yol boyunca alınan integral yani  = 0 olur. Bu da, süperiletken içindeki manyetik akının değişmeyeceğini ifade eder. Buradan B (= _m /A) nin, süperiletken içinde sabit kalması gerektiği soncuna varılır.

1933'den öncelerde; süperiletkenlik, mükemmel iletkenliğin bir görünümü olarak kabul ediliyordu. Mükemmel bir iletken, manyetik alan uygulanmışken kritik sıcaklığının altına kadar soğutulursa, alan söndürüldükten sonra bile iletkenin içinde manyetik alan tuzaklanır. Mükemmel bir iletken için denge termodinamiği uygulamaz. Çünkü, maddenin manyetik alandaki son hali, önce alan uygulanıp sonra alan uygulandığına mı bağlıdır. Maddenin son hali bu işlemlerin yapılışı sırasına bağlı olduğundan, alan Tc nin altına soğutulduktan sonra uygulanırsa, alanın süperiletken dışarılanması gerekir. Diğer taraftan önce alan uygulanıp, sonra Tc nin altına soğutulursa, alanın süperiletkenden dışarılanması gerekir.

1930�larda süperiletkenlerin manyetik özelliklerinin anlaşılması için yapılan deneyler farklı sonuçlar vermiştir. 1933 yılında Meissner ve Ochsenfeld zayıf bir manyetik alanda soğuktan bir metal, süperiletken olduğunda, madde içinde her noktada B=0 olacak şekilde alanın dışarılandığını keşfettiler. Böylece alan, ister madde kritik sıcaklığın altına soğutulmadan önce, ister soğutulduktan sonra uygulanmış olsun, aynı B=0 durumuna erişildiği bulunmuş olur.