Meissner-effekten

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk

Meissner-effekten betegner i fysikken superlederes evne til å støte fra seg magnetfelt, dvs. superledere generer strøm i overflaten som eksakt kansellerer påsatte, ytre magnetfelter. Ser man litt nøyere på superlederen finner man ut at magnetfelt trenger inn i et tynt lag med tykkelse \lambda, hvor \lambda kalles penetrasjonsdybde. Penetrasjonsdybden er sterkt avhengig av temperatur og superledermateriale, men ligger ofte i eksperimenter fra noen nanometer til mange mikrometer.

Meissner-effekten ble oppdaget av Walther Meissner og Robert Ochsenfeld i 1933, og fikk en teoretisk forklaring med London-likningen i 1935.

Meissner-effekten til en type I superleder

Det finnes to typer Meissner-effekt, og superledere deles i type I og type II ettersom hvilken effekt de opplever.

  • Type I. Det indre av en superledere er helt fritt for magnetfelt. En type I superleder vil dermed opptre som en magnet som alltid frastøter; som alltid vender nordpol mot nordpol og sørpol mot sørpol. En slik magnet kalles en perfekt diamagnet. Å kalle en superleder (med \lambda=0) for en perfekt diamagnet er dog ikke riktig, siden en superleder, i motsetning til en perfekt diamagnet, er en termodynamisk tilstand, oppnådd ved en faseovergang.
  • Type II. Her trenger magnetfelt inn i superlederen men i form av kvantiserte flukstråder (eng. quantized vortex), som hver og en bærer eksakt samme mengde magnetisk fluks, kalt det magnetiske flukskvantum \Phi_0=h/e, hvor h er Plancks konstant og e er elementærlandingen. Tykkelsen av en kvantisert flukstråd er gitt av \lambda.

Sveving av en magnet over en superleder er et fenomen som blir forklart av Meissner-effekten. For sveving over en type II superleder blir plasseringen av magneten spesielt stabil, siden de kvantiserte flukstrådene hekter (eng. pinning) seg fast i urenheter i superlederen.

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]