Meıssner olayı

1933�de iki Alman fizikçi Meissner ve Ochsenfeld, süperiletkenlerin manyetik alan çizgilerini ittiklerini ve içlerine sokmadıklarını gözlediler. Bu olaya Meissner Olayı denir. Silindir şeklindeki süperiletkenlerle yaptıkları bir seri deneyde, kritik sıcaklığın hemen altına gelince numunenin manyetik alan çizgilerini iterek tam olarak içlerinden kovdukları ve süperiletken olduklarını göstermişlerdir. (Şekil 1).

Şekil 1. Meissner Olayı: T<Tc sıcaklığında süperiletken tarafından itilen manyetik alan çizgileri

Adı geçen araştırmacılar bu olayın dönüşümlü olduğunu da göstermişlerdir. Numune içinde manyetik alan

= μ ₀ ( + ) = μ₀ (1+c ) -------------(1)

ile verilir. Burada H, dışarıdan uygulanan manyetik alan, M ortamın magnetizasyonu, χ ise ortamın manyetik duygunluğudur. Süperiletkenlik durumunda B=0 olduğundan

= -  -----------------------(2)

olur. Bu nedenle ortam diyamagnetiktir ve duygunluk

            c = -1--------------------------(3)

dir. Bu durumda magnetizasyon dış alanın etkisini ortadan kaldırmaktadır. Bu bizi tam diyamagnetizme götürür (Şekil 2)

Şekil 2. Süperiletkende magnetizasyon eğrisi

Bu davranışı normal bir metalle karşılaştıralım. Diyamagnetik bir metalde eğer spin duygunluğu ihmal edilirse c = -10^-5 mertbesindedir ve (3) te verilen çok küçüktür. Bu durumun süperiletkende elde edilişine bazı yeni mekanizmalar neden olmaktadır. Meissner Olayı süperiletkenlik halinin anlaşılması için kuvvetli bir tekniktir.

Onnes�in süperiletkenliği keşfinden çok kısa bir süre sonra, magnetik alanın süperiletkenliği bozduğu bulundu. Hc kritik alanı denilen yeteri kadar büyük bir magnetik alan uygulandığı zaman, süperiletken, normal hale gelmekte ve T<Tc olmasına rağmen direnç göstermektedir. 

Kritik alan sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık T=0 ⁰K den T=Tc sıcaklığına yükselirken Hc azalmaktadır. Ampirik olarak değişim bağıntısı

H_c (T)= H_c (0)  1-   ² -----------------------(4)

yazılır. T = 0 ⁰K de H_c (0) Maksimum değerdir, T = Tc de ise sıfırdır. Tipik Hc değerleri birkaç yüz gauss kadardır.

I. tip süperiletkenlerde H_c (T) nin sıcaklıkla  olan değişimi aşağıdaki gibidir.

Şekil3 Birkaç I. tip süperiletken için H_c (T) nin sıcaklıkla olan değişimi

I.tip süperiletkenler için üst kritik olan değerler Tablo 3.1 de verilmiştir.

Tablo 1. Bazı I tip süperiletkenlerin T = 0 ⁰K de ölçülen kritik magnetik alanları.

Magnetik alan dışardan uygulamaya ihtiyaç yoktur. Halka şeklindeki süperiletkenden akım geçirilirse kendi magnetik alanını oluşturur. Akım yeteri kadar büyük ise alan kritik değere ulaşacak ve süperiletkenlik bozulacaktır. Bu durum, süperiletkenden geçirilecek akımın değerini sınırlar, bu da yüksek alanlı süperiletken magnet yapımının sınırlamasını oluşturur.

Süperiletken halde ve kritik alandan küçük alanlarda, magnetik alan I. tip süperiletkene nüfuz edemez, fakat yüzey akımları mevcut olur. Neticede I. tip süperiletken mükemmel bir diyamagnet gibi davranır. Uygulanan alan kritik alanı aştığında, numune normal hale döner. Bu durumda alan tam olarak nüfuz eder, numunenin direnci sıfırdan farklı olur ve normal bir metal için beklenen değere erişir.   

Yorumlar (0)

Bu icerige ait yorumlari masaustune alabilirsiniz

Yorum Yazin

Adiniz

Email

Baslik

Yorum

eksi not | arti not

Bu yoruma abone ol (Sadece kayitli kullanicilar icin)

Okudum ve kabul ediyorum Yorum gonderim kurallari.

Lutfen resimdeki guvenlik kodunu girin

Yorum Ekleyin