DENEYIN ADI:MEISSNER OLAYI

DENEYIN AMACI:MEISSNER OLAYININ KAVRANMASI

DENEY IÇIN GEREKLI MALZEMELER:

1.Sivi azot
2.Süper iletken
3.Ufak miknatis

DENEYIN YAPILISI:Süper iletken çukur bir köpügün içine konur.Üzerine sivi azot dökülür. belli bir süre beklendikten sonra miknatis masa ile süper iletkenin üzerine yavas ve dikkatli bir sekilde konur. Miknatis havada asili kalir.

DENEYIN FIZIGI:

Süperiletken nedir?

Belirli bir kritik sicakligin altinda hiçbir direnç(rezistans) göstermeyen maddelere süperiletken denir. Süper iletkene verilen akim, hiç bir dirençle karsilasmayacagi için herhangi bir döngü içerisinde sonsuza kadar dolasabilir, yeter ki sicaklik kritik sicakligin altinda olsun ve akim belirli bir kritik degeri geçmesin. Süperiletkenlerin su anda bir çok kullanim alani vardir, örnek olarak en basta NMR Spektroskopisi ve Japonya'da kullanilan hizli trenler verilebilir.

Süper iletkenleri tanimlarken yalnizca sifir elektriksel dirence sahip olduklarini söylemek yetmez. Süper iletkenler ayni zamanda mükemmel diamanyetik özellikler gösteren maddelerdir. Yani bu süper iletken maddelerin manyetik alani tamamen itecekleri anlamina gelir.

Süperiletken çesitleri

Süperiletkenler 2 grupta kategorize edilebilirler: 'Soft' süperiletken diyebilecegimiz 1. tip süper iletkenler metal ve metaloidlerden olusur. Oda sicakliginda da bir miktar iletkenlik gösteren bu maddeler kritik sicakliklarinin altina sogutuldugunda süperiletken olurlar. Super iletkenlige keskin bir geçis gösterdikleri gibi, mükemmel derecede de diamanyetik özellikleri vardir. Isin ilginç tarafi, oda sicakliginda mükemmel iletkenlige sahip olan bakir, gümüs ve altin süperiletken özellik göstermezler.

'Hard' süperiletken denilen 2. tip süperiletkenlerse metalik bilesiklerle, metal karisimlarindan olusur (Vanadyum, teknesyum ve niobium hariç). Bu maddelerin kritik sicakligi 1. tip süperiletkenlerle karsilastirildiginda bir hayli yüksektir(Yüksek dediysek de en yüksegi 130 K civari ) , ama en azindan sivi helyum yerine sivi azot sicakliginda süperiletkenlige ulasabiliyorlar) Bu maddelerin 1. tipin aksine süperiletkenlige keskin bir geçisi yoktur - belirli bir 'mix state' (ara durum, veya karisik durum ) dan sonra süperiletken olurlar. Burada da ilginç bir nokta var: Normalde yalitkan olarak kullanilan bir çok seramik su anda yüksek sicaklik süperiletkeni olarak kullanilmakta. Bilimadamlari uzunca bir süre bu maddeleri süperiletken adayi olarak bile görmemisler, ama sonradan durumu fark etmisler.

Süperiletkenligi anlamaya yönelik genis çapta kabul edilmis ilk teori 1957 yilinda John Bardeen, Leon Cooper ve John Schrieffer adindaki Amerikali fizikçilerden geldi ve onlara 1972'de Nobel ödülünü kazandirdi. Bu teori BCS teorisi olarak bilinmekte olup, adi bilimadamlarinin soyisimlerinin basharflerinden derlenmistir.

BCS teorisi, süperiletkenligi mutlak sifira yakin degerlerde olan elementleri ve basit alasimlari (1. tip süperiletkenler) açiklamakla birlikte yüksek sicaklik süperiletkenlerini açiklamakta yetersiz kalmaktadir.

Isterseniz kisaca teoriden bahsedelim. BCS teorisine göre elektronlar kristal bir örgünün içinden geçerken, örgü içeri dogru bükülme gösterir ve fonon denen ses paketleri olusturur ( isigi olusturan fotonlarla karistirmayin ). Bu fononlar deforme olmus alanda pozitif bir yük yatagi olusturarak ( nasil beceriyorlarsa artik ) arkadan gelen elektronlarin ayni bölgeden geçmesine olanak saglarlar. Elektronlarin çiftler halinde geçmesine sebep olan bu olaya 'phonon-mediated coupling' (fonon yardimiyla eslesme) denir ve süperiletkenlige olanak saglar.

önceki deney                      sonraki deney