الموصلية الفائقة

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 12 صور
الموسوعة الحرة
مادة فائقة التوصيل ذات درجة حرارة عالية تطفو فوق مغناطيس. يسري تيار كهربائي مستمر على سطح المادة الفائقة التوصيل، يعمل على إبعاد المجال المغناطيسي للمغناطيس ( تأثير مايسنر ). يشكل هذا التيار فعلياً مغناطيساً كهربائياً يصد المغناطيس.

الموصلية الفائقة هي مجموعة من الخصائص الفيزيائية التي تُلاحظ في المواد فائقة التوصيل : وهي مواد تكون مقاومتها الكهربائية صفرًا تمامًا، وتُطرد منها المجالات المغناطيسية . على عكس الموصل المعدني العادي ، الذي تنخفض مقاومته تدريجيًا مع انخفاض درجة حرارته، حتى عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق ، فإن للموصل الفائق درجة حرارة حرجة مميزة تنخفض عندها المقاومة فجأة إلى الصفر. [ 1 ] [ 2 ] ويمكن للتيار الكهربائي أن يستمر في المرور عبر حلقة من سلك فائق التوصيل إلى أجل غير مسمى دون الحاجة إلى مصدر طاقة. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

اكتُشفت ظاهرة الموصلية الفائقة عام ١٩١١ على يد الفيزيائي الهولندي هايك كامرلينغ أونيس . ومثل المغناطيسية الحديدية وخطوط الطيف الذري ، تُعدّ الموصلية الفائقة ظاهرة لا يُمكن تفسيرها إلا من خلال ميكانيكا الكم . وتتميز بتأثير مايسنر ، وهو الإلغاء التام للمجال المغناطيسي داخل الموصل الفائق أثناء انتقاله إلى حالة الموصلية الفائقة. ويشير حدوث تأثير مايسنر إلى أن الموصلية الفائقة لا يُمكن فهمها ببساطة على أنها تجسيد مثالي للموصلية الكاملة في الفيزياء الكلاسيكية .

في عام 1986، اكتُشف أن بعض المواد الخزفية من نوع الكوبرات - بيروفسكايت تمتلك درجة حرارة حرجة أعلى من 35 كلفن (-238 درجة مئوية) . [ 7 ] وبعد ذلك بوقت قصير، وجد تشينغ-وو تشو أن استبدال اللانثانوم بالإيتريوم ، أي تكوين YBCO ، يرفع درجة الحرارة الحرجة إلى 92 كلفن (-181 درجة مئوية) ، وهو أمر بالغ الأهمية لأنه يسمح باستخدام النيتروجين السائل كمبرد. يُعدّ الوصول إلى درجة حرارة انتقال عالية كهذه مستحيلاً نظرياً بالنسبة للموصلات الفائقة التقليدية ، مما أدى إلى تسمية هذه المواد بالموصلات الفائقة عالية الحرارة . يغلي النيتروجين السائل، وهو مادة تبريد متوفرة بأسعار زهيدة، عند 77 كلفن (-196 درجة مئوية)، وبالتالي فإن وجود الموصلية الفائقة عند درجات حرارة أعلى من ذلك يُسهّل إجراء العديد من التجارب والتطبيقات التي تكون أقل جدوى عند درجات حرارة منخفضة.      

تاريخ

الجدول الزمني للمواد فائقة التوصيل، لاحظ القطع في كلا محوري القياس. تمثل الألوان فئات مختلفة من المواد:
*يجب أن يقرأ NdSrNiO على النحو التالي: Sr 0.2 Nd 0.8 NiO 2 [ 8 ]
هايك كامرلينج أونز (يمين)، مكتشف الموصلية الفائقة. بول إهرنفيست ، هندريك لورنتز ، نيلز بور يقفون على يساره.

اكتُشفت الموصلية الفائقة في الزئبق الصلب في 8 أبريل 1911 على يد هايك كامرلينغ أونيس ، الذي كان يدرس مقاومة الزئبق عند درجات حرارة منخفضة للغاية باستخدام الهيليوم السائل المُنتَج حديثًا كمادة تبريد . [ 9 ] عند درجة حرارة 4.2  كلفن، لاحظ اختفاء المقاومة فجأة. [ 10 ] في التجربة نفسها، لاحظ أيضًا انتقال الهيليوم إلى حالة الميوعة الفائقة  عند 2.2 كلفن، دون أن يُدرك أهميته. لم يُستعاد التاريخ الدقيق وظروف الاكتشاف إلا بعد قرن من الزمان، عندما عُثر على دفتر ملاحظات أونيس . [ 11 ] في العقود اللاحقة، لُوحظت الموصلية الفائقة في العديد من المواد الأخرى. في عام 1913، وُجد أن القصدير والرصاص موصلان فائقان عند 3.8 كلفن و7 كلفن على التوالي، وفي عام 1941 وُجد أن نتريد النيوبيوم موصل فائق عند 16 كلفن .  

بُذلت جهودٌ كبيرةٌ لفهم كيفية عمل الموصلية الفائقة وأسبابها؛ وقد حدثت الخطوة المهمة في عام 1933، عندما اكتشف مايسنر وأوكسنفيلد أن الموصلات الفائقة تُطرد المجالات المغناطيسية الخارجية، وهي ظاهرةٌ عُرفت بتأثير مايسنر. [ 12 ] وفي عام 1935، بيّن فريتز وهاينز لندن أن تأثير مايسنر هو نتيجةٌ لتقليل الطاقة الكهرومغناطيسية الحرة التي يحملها التيار فائق التوصيل. [ 13 ]

المعادلات التكوينية للندن

كان النموذج النظري الذي طُرح لأول مرة لتفسير الموصلية الفائقة نموذجًا كلاسيكيًا بحتًا، ويتلخص في معادلات لندن التكوينية . وقد طرحه الأخوان فريتز وهاينز لندن عام ١٩٣٥، بعد فترة وجيزة من اكتشاف انبعاث المجالات المغناطيسية من الموصلات الفائقة. ومن أبرز إنجازات معادلات هذه النظرية قدرتها على تفسير تأثير مايسنر، [ ١٢ ] حيث تطرد المادة جميع المجالات المغناطيسية الداخلية بشكل أُسّي عند تجاوزها عتبة الموصلية الفائقة. وباستخدام معادلة لندن، يمكن الحصول على اعتماد المجال المغناطيسي داخل الموصل الفائق على المسافة من السطح. [ ١٤ ]

المعادلتان التكوينيتان للموصل الفائق من تأليف لندن هما:

∂ج∂ت=نهـ2مهـ،∇×ج=-نهـ2مب.{\displaystyle {\frac {\partial \mathbf {j} }{\partial t}}={\frac {ne^{2}}{m}}\mathbf {E} ,\qquad \mathbf {\nabla } \times \mathbf {j} =-{\frac {ne^{2}}{m}}\mathbf {B} .}

المعادلة الأولى مشتقة من قانون نيوتن الثاني للإلكترونات فائقة التوصيل.

النظريات التقليدية (الخمسينيات)

خلال خمسينيات القرن العشرين، توصل علماء الفيزياء النظرية للمادة المكثفة إلى فهمٍ لظاهرة الموصلية الفائقة "التقليدية"، من خلال نظريتين بارزتين وهامتين: نظرية جينزبورغ-لانداو الظاهراتية (1950) ونظرية بي سي إس المجهرية (1957). [ 15 ] [ 16 ]

في عام 1950، وضع لاندو وجينزبورغ نظرية جينزبورغ-لانداو الظاهرية للموصلية الفائقة . [ 17 ] حققت هذه النظرية، التي جمعت بين نظرية لاندو لانتقالات الطور من الدرجة الثانية ومعادلة موجية شبيهة بمعادلة شرودنغر ، نجاحًا كبيرًا في تفسير الخصائص الماكروسكوبية للموصلات الفائقة. وعلى وجه الخصوص، بيّن أبريكوسوف أن نظرية جينزبورغ-لانداو تتنبأ بتقسيم الموصلات الفائقة إلى فئتين تُعرفان الآن بالنوع الأول والنوع الثاني. مُنح أبريكوسوف وجينزبورغ جائزة نوبل عام 2003 تقديرًا لجهودهما (كان لاندو قد حصل على جائزة نوبل عام 1962 عن أعمال أخرى، وتوفي عام 1968). يُعدّ نموذج كولمان-واينبرغ ، وهو امتداد رباعي الأبعاد لنظرية جينزبورغ-لانداو ، ذا أهمية بالغة في نظرية الحقل الكمومي وعلم الكونيات .  

وفي عام 1950 أيضاً، وجد ماكسويل ورينولدز وآخرون أن درجة الحرارة الحرجة للموصل الفائق تعتمد على الكتلة النظيرية للعنصر المكون له. [ 18 ] [ 19 ] وقد أشار هذا الاكتشاف المهم إلى تفاعل الإلكترون - الفونون باعتباره الآلية المجهرية المسؤولة عن الموصلية الفائقة.

طُرحت النظرية المجهرية الكاملة للموصلية الفائقة أخيرًا عام 1957 على يد باردين وكوبر وشريفر . [ 16 ] وقد فسّرت هذه النظرية ، المعروفة باسم نظرية BCS، التيار الموصل الفائق على أنه مائع فائق من أزواج كوبر، وهي أزواج من الإلكترونات تتفاعل من خلال تبادل الفونونات. وقد مُنح المؤلفون جائزة نوبل عام 1972 تقديرًا لهذا العمل.

ترسخت نظرية BCS على أسس أكثر متانة في عام 1958، عندما أثبت ن. ن. بوغوليوبوف أن دالة الموجة BCS، التي كانت مشتقة في الأصل من حجة تباينية، يمكن الحصول عليها باستخدام تحويل قانوني لهاملتونيان الإلكترون . [ 20 ] وفي عام 1959، أثبت ليف غوركوف أن نظرية BCS تختزل إلى نظرية جينزبورغ-لانداو بالقرب من درجة الحرارة الحرجة. [ 21 ] [ 22 ]

تُشكّل تعميمات نظرية BCS للموصلات الفائقة التقليدية أساسًا لفهم ظاهرة الميوعة الفائقة ، لأنها تندرج ضمن فئة عالمية انتقال لامدا . ولا يزال مدى إمكانية تطبيق هذه التعميمات على الموصلات الفائقة غير التقليدية محل جدل.

النيوبيوم

تم تطوير أول تطبيق عملي للموصلية الفائقة في عام 1954 مع اختراع دادلي ألين باك لجهاز الكريوترون . [ 23 ] يتم دمج موصلين فائقين بقيم مختلفة للغاية للمجال المغناطيسي الحرج لإنتاج مفتاح سريع وبسيط لعناصر الكمبيوتر.

بعد فترة وجيزة من اكتشاف الموصلية الفائقة عام 1911، حاول كامرلينغ أونيس صنع مغناطيس كهربائي بملفات فائقة التوصيل، لكنه وجد أن المجالات المغناطيسية المنخفضة نسبيًا تُفقد المواد التي درسها خاصية الموصلية الفائقة. وفي وقت لاحق، عام 1955، نجح جي بي ينتيما [ 24 ] في بناء مغناطيس كهربائي صغير ذي قلب حديدي بقوة 0.7 تسلا، مزود بملفات من أسلاك النيوبيوم فائقة التوصيل. ثم، في عام 1961، حقق كل من جي إي كونزلر ، وإي بوهلر، وإف إس إل هسو، وجيه إتش ويرنيك [ 25 ] اكتشافًا مذهلًا مفاده أن مركب النيوبيوم-القصدير ، المكون من ثلاثة أجزاء من النيوبيوم وجزء واحد من القصدير، قادر على دعم كثافة تيار تزيد عن 100,000 أمبير لكل سنتيمتر مربع عند درجة حرارة 4.2 كلفن في مجال مغناطيسي شدته 8.8 تسلا. كانت السبيكة هشة ويصعب تصنيعها، لكن النيوبيوم والقصدير أثبتا فائدتهما في توليد مجالات مغناطيسية تصل إلى 20 تسلا.

في عام 1962، اكتشف تي جي بيرلينكورت وآر آر هاك [ 26 ] [ 27 ] أن سبائك النيوبيوم والتيتانيوم الأكثر مرونة مناسبة لتطبيقات تصل إلى 10 تسلا. وبدأ الإنتاج التجاري لأسلاك المغناطيس الفائق المصنوعة من النيوبيوم والتيتانيوم فورًا في شركة وستنجهاوس إلكتريك وشركة واه تشانغ . ورغم أن خصائص التوصيل الفائق للنيوبيوم والتيتانيوم أقل إثارة للإعجاب من خصائص النيوبيوم والقصدير، فقد أصبح النيوبيوم والتيتانيوم المادة الأكثر استخدامًا في صناعة المغناطيس الفائق، ويعود ذلك إلى حد كبير إلى مرونته العالية وسهولة تصنيعه. ومع ذلك، فقد وجد كل من النيوبيوم والقصدير والنيوبيوم والتيتانيوم استخدامات واسعة في أجهزة التصوير الطبي بالرنين المغناطيسي، ومغناطيسات الانحناء والتركيز لمسرعات الجسيمات عالية الطاقة الضخمة، وغيرها من التطبيقات. وقدّر اتحاد Conectus الأوروبي للموصلية الفائقة أن النشاط الاقتصادي العالمي الذي كانت الموصلية الفائقة ضرورية له في عام 2014 بلغ حوالي خمسة مليارات يورو، حيث شكلت أنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي حوالي 80٪ من هذا الإجمالي.

تأثير جوزيفسون

في عام 1962، قدّم جوزيفسون تنبؤًا نظريًا هامًا مفاده أن تيارًا فائقًا يمكن أن يتدفق بين قطعتين من موصل فائق تفصل بينهما طبقة رقيقة من العازل. [ 28 ] تُستغل هذه الظاهرة، التي تُعرف الآن بتأثير جوزيفسون ، في الأجهزة فائقة التوصيل مثل أجهزة SQUID . وتُستخدم في أدق القياسات المتاحة لكمية التدفق المغناطيسي Φ₀ = h /(2e ) ، حيث h هو ثابت بلانك . وبالاقتران مع مقاومة هول الكمومية ، يؤدي ذلك إلى قياس دقيق لثابت بلانك. مُنح جوزيفسون جائزة نوبل عن هذا العمل في عام 1973. [ 29 ]  

في عام 2008، طُرح أن الآلية نفسها التي تُنتج الموصلية الفائقة يُمكن أن تُنتج حالة عازلة فائقة في بعض المواد، ذات مقاومة كهربائية شبه لانهائية . [ 30 ] وأشارت أولى الدراسات والتطويرات حول مكثف بوز-أينشتاين فائق التوصيل (BEC) في عام 2020 إلى "انتقال سلس" بين نظامي BEC وباردين-كوبر-شريفر . [ 31 ] [ 32 ]

مواد ثنائية الأبعاد

تم الإبلاغ عن أنواع متعددة من الموصلية الفائقة في الأجهزة المصنوعة من مواد أحادية الطبقة . بعض هذه المواد يمكنها التبديل بين سلوكيات التوصيل والعزل وغيرها. [ 33 ]

يُضفي التواء المواد عليها نمطًا متداخلًا ( مواريه ) يتألف من خلايا سداسية متراصة تعمل كذرات وتستضيف الإلكترونات. في هذه البيئة، تتحرك الإلكترونات ببطء كافٍ لتوجيه سلوكها من خلال تفاعلاتها الجماعية. عندما تحتوي كل خلية على إلكترون واحد، تتخذ الإلكترونات ترتيبًا مضادًا للمغناطيسية؛ حيث يمكن لكل إلكترون أن يكون له موقع مفضل واتجاه مغناطيسي محدد. تميل مجالاتها المغناطيسية الذاتية إلى التناوب بين الاتجاه لأعلى ولأسفل. تُتيح إضافة الإلكترونات الموصلية الفائقة من خلال تكوين أزواج كوبر. جادل فو وشراد بأن تفاعل الإلكترون مع الإلكترون يُتيح كلاً من حالتي المغناطيسية المضادة والموصلية الفائقة. [ 34 ]

تمثلت أولى النجاحات في مجال المواد ثنائية الأبعاد في استخدام طبقة غرافين ثنائية الطبقات ملتوية (2018، درجة حرارة حرجة ~1.7 كلفن، زاوية التواء 1.1 درجة). ثم تبين لاحقًا أن جهازًا من الغرافين ثلاثي الطبقات ملتويًا يتمتع بخاصية التوصيل الفائق (2021، درجة حرارة حرجة ~2.8 كلفن). بعد ذلك، تم الإبلاغ عن أن جهازًا من الغرافين ثلاثي الطبقات غير ملتوي يتمتع بخاصية التوصيل الفائق (2022، درجة حرارة حرجة 1-2 كلفن). وقد تبين لاحقًا أن هذا الجهاز الأخير قابل للتعديل، حيث يُعيد إنتاج السلوك الموجود في ملايين التكوينات الأخرى بسهولة. إن المراقبة المباشرة لما يحدث عند إضافة الإلكترونات إلى مادة ما أو إضعاف مجالها الكهربائي بشكل طفيف تُمكّن من إجراء اختبارات سريعة لعدد غير مسبوق من الطرق لمعرفة أيها يؤدي إلى التوصيل الفائق. [ 33 ]

في طبقات الجرافين المعيني الرباعية والخماسية، لوحظ مؤخرًا شكل من أشكال الموصلية الفائقة يتميز بكسر تلقائي لتناظر انعكاس الزمن، يُعرف باسم "الموصلية الفائقة الكيرالية". [ 35 ] لم تُلاحظ أي تأثيرات للشبكة الفائقة في هذه الأنظمة، ويمكنها أن تنتقل بين حالتين مغناطيسيتين محتملتين دون الخروج من طور الموصلية الفائقة. [ 36 ] وهذا يتناقض بشدة مع الملاحظات الأخرى للموصلية الفائقة والمجالات المغناطيسية.

تُستخدم هذه الأجهزة في الحوسبة الكمومية .

تم أيضًا تصنيع مواد ثنائية الأبعاد أخرى غير الجرافين لتصبح موصلة فائقة. فقد حققت صفائح ثنائي الكالكوجينيدات المعدنية الانتقالية (TMD) الملتوية بزاوية 5 درجات بشكل متقطع الموصلية الفائقة عن طريق إنشاء وصلة جوزيفسون. استخدم الجهاز طبقات رقيقة من البلاديوم للربط بجوانب طبقة من تيلوريد التنجستن محاطة ومحمية بنتريد البورون . [ 37 ] كما أثبتت مجموعة أخرى الموصلية الفائقة في تيلوريد الموليبدينوم (MoTe₂) في مواد فان دير فالس ثنائية الأبعاد باستخدام جدران نطاقات كهروإجهادية. وقد أشارت النتائج إلى أن درجة حرارة كوري (Tc) أعلى من درجات حرارة المواد ثنائية الكالكوجينيدات المعدنية الانتقالية النموذجية (حوالي 5-10 كلفن). [ 38 ]

أضافت مجموعة من جامعة كورنيل التواءً بمقدار 3.5 درجة إلى مادة عازلة، مما سمح للإلكترونات بالتباطؤ والتفاعل بقوة، تاركةً إلكترونًا واحدًا لكل خلية، مُظهرةً بذلك خاصية التوصيل الفائق. ولا تُفسر النظريات الحالية هذا السلوك. [ 39 ]

اقترح فو وزملاؤه أن الإلكترونات تترتب لتشكيل بلورة متكررة تسمح لشبكة الإلكترونات بالتحرك بشكل مستقل عن نوى الذرات المحيطة، كما تسمح لها بالاسترخاء. وتعمل تموجاتها على إقران الإلكترونات كما تفعل الفونونات، على الرغم من أن هذا الأمر لم يتم تأكيده بعد.

تصنيف

تُصنّف الموصلات الفائقة وفقًا لمعايير عديدة، وأكثرها شيوعًا هي:

الاستجابة للمجال المغناطيسي

يمكن أن يكون الموصل الفائق من النوع  الأول ، أي أنه يمتلك مجالًا حرجًا واحدًا ، يفقد الموصل الفائق فوقه خاصية التوصيل الفائق، ويختفي المجال المغناطيسي تمامًا تحته؛ أو من النوع  الثاني ، أي أنه يمتلك مجالين حرجين، يسمح بينهما باختراق جزئي للمجال المغناطيسي عبر نقاط معزولة [ 40 ] تُسمى الدوامات . [ 41 ] علاوة على ذلك، في الموصلات الفائقة متعددة المكونات، من الممكن الجمع بين السلوكين. في هذه الحالة، يكون الموصل الفائق من النوع 1.5 . [ 42 ]

نظرية التشغيل

يُعتبر الموصل الفائق تقليديًا إذا كان مدفوعًا بتفاعل الإلكترون-الفونون ومُفسَّرًا بنظرية BCS أو امتدادها، نظرية إلياشبيرغ. وإلا، فهو غير تقليدي . [ 43 ] [ 44 ] وبالمثل، يُطلق على الموصل الفائق اسم غير تقليدي إذا تحوّل مُعامل الترتيب الفائق التوصيل وفقًا لتمثيل غير قابل للاختزال وغير تافه لمجموعة النقطة أو المجموعة الفراغية للنظام . [ 45 ]

درجة الحرارة الحرجة

يُعتبر الموصل الفائق عالي الحرارة عمومًا إذا وصل إلى حالة التوصيل الفائق عند درجة حرارة أعلى من 30  كلفن (-243.15  درجة مئوية)؛ [ 46 ] كما في الاكتشاف الأولي الذي قام به جورج بيدنورز وك . أليكس مولر . [ 7 ] وقد يُشير المصطلح أيضًا إلى المواد التي تنتقل إلى حالة التوصيل الفائق عند تبريدها باستخدام النيتروجين السائل - أي عند درجة حرارة حرجة Tc > 77 كلفن فقط ، على الرغم من أن هذا يُستخدم عادةً للتأكيد على كفاية النيتروجين السائل كمبرد. أما الموصلات الفائقة منخفضة الحرارة فتشير إلى المواد التي تقل درجة حرارتها الحرجة عن 30 كلفن، ويتم تبريدها بشكل أساسي بواسطة الهيليوم السائل ( Tc > 4.2 كلفن). ومن الاستثناءات لهذه القاعدة مجموعة البنيكتيدات الحديدية من الموصلات الفائقة التي تُظهر سلوكًا وخصائص نموذجية للموصلات الفائقة عالية الحرارة، ومع ذلك ، فإن بعض أفراد هذه المجموعة لديهم درجات حرارة حرجة أقل من 30 كلفن.        

مادة

أعلى: الجدول الدوري للمواد الصلبة العنصرية فائقة التوصيل ودرجة حرارتها الحرجة التجريبية (T). أسفل: الجدول الدوري للهيدريدات الثنائية فائقة التوصيل (0-300  جيجا باسكال). التوقعات النظرية موضحة باللون الأزرق والنتائج التجريبية باللون الأحمر [ 47 ].

تشمل فئات المواد فائقة التوصيل العناصر الكيميائية (مثل الزئبق أو الرصاص )، والسبائك (مثل النيوبيوم-التيتانيوم ، والجرمانيوم-النيوبيوم ، ونيتريد النيوبيوم )، والسيراميك ( مثل YBCO وثنائي بوريد المغنيسيوم )، والبنيكتيدات فائقة التوصيل (مثل LaOFeAs المطعّم بالفلور)، والمواد أحادية الطبقة مثل الجرافين وثنائي الكالكوجينيدات للمعادن الانتقالية ، [ 48 ] أو الموصلات الفائقة العضوية ( الفوليرين وأنابيب الكربون النانوية ؛ على الرغم من أنه ربما ينبغي إدراج هذه الأمثلة ضمن العناصر الكيميائية، لأنها تتكون بالكامل من الكربون ). [ 49 ] [ 50 ]

الخصائص الأولية

تختلف العديد من الخصائص الفيزيائية للموصلات الفائقة من مادة إلى أخرى، مثل درجة الحرارة الحرجة، وقيمة فجوة التوصيل الفائق ، والمجال المغناطيسي الحرج، وكثافة التيار الحرجة التي عندها تتلاشى خاصية التوصيل الفائق. من جهة أخرى، توجد فئة من الخصائص لا تعتمد على المادة الأساسية. يُعد تأثير مايسنر، وتكميم التدفق المغناطيسي أو التيارات الدائمة (أي حالة المقاومة الصفرية) من أهم الأمثلة على ذلك. يرجع وجود هذه الخصائص "العامة" إلى طبيعة التناظر المكسور للموصل الفائق وظهور الترتيب بعيد المدى غير القطري . التوصيل الفائق هو طور ديناميكي حراري ، وبالتالي يمتلك خصائص مميزة معينة لا تعتمد إلى حد كبير على التفاصيل المجهرية. يرتبط الترتيب بعيد المدى غير القطري ارتباطًا وثيقًا بتكوين أزواج كوبر .

مقاومة كهربائية معدومة للتيار المستمر

كابلات كهربائية لمسرعات الجسيمات في سيرن . كلا النوعين، الكابلات الضخمة والرفيعة، مصممان لتحمل تيار يصل إلى 12500 أمبير . أعلى: كابلات عادية لمسرع الإلكترونات والبوزيترونات (LEP) ؛ أسفل: كابلات فائقة التوصيل لمسرع الهادرونات الكبير (LHC).
مقطع عرضي لقضيب موصل فائق مُشكّل مسبقًا من مصادم تكساس الفائق التوصيل المهجور (SSC)

أبسط طريقة لقياس المقاومة الكهربائية لعينة من مادة ما هي وضعها في دائرة كهربائية على التوالي مع مصدر تيار كهربائي I ، ثم قياس فرق الجهد الناتج V عبر العينة. تُعطى مقاومة العينة بقانون أوم كالتالي: R  =  V  /  I. إذا كان فرق الجهد عبر العينة يساوي صفرًا، فهذا يعني أن المقاومة تساوي صفرًا.

تتميز الموصلات الفائقة بقدرتها على الحفاظ على تيار كهربائي دون تطبيق أي جهد كهربائي، وهي خاصية تُستغل في المغناطيسات الكهربائية فائقة التوصيل، مثل تلك الموجودة في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي . وقد أثبتت التجارب أن التيارات في الملفات فائقة التوصيل يمكن أن تستمر لسنوات دون أي تدهور ملحوظ. وتشير الأدلة التجريبية إلى عمر افتراضي لا يقل عن 100,000 عام. ويمكن أن تتجاوز التقديرات النظرية لعمر التيار المستمر العمر المقدر للكون، وذلك تبعًا لهندسة السلك ودرجة الحرارة. [ 5 ] عمليًا، استمرت التيارات المحقونة في ملفات فائقة التوصيل لمدة 28 عامًا و7 أشهر و27 يومًا في مقياس جاذبية فائق التوصيل في بلجيكا، من 4 أغسطس 1995 حتى 31 مارس 2024. [ 51 ] [ 52 ] في هذه الأجهزة، يعتمد القياس على رصد تعليق كرة من النيوبيوم فائق التوصيل كتلتها أربعة غرامات.

في موصل عادي، يمكن تصور التيار الكهربائي كسائل من الإلكترونات يتحرك عبر شبكة أيونية كثيفة. تصطدم الإلكترونات باستمرار بالأيونات في الشبكة، وخلال كل تصادم، يمتص جزء من الطاقة التي يحملها التيار بواسطة الشبكة ويتحول إلى حرارة ، وهي في الأساس الطاقة الحركية الاهتزازية لأيونات الشبكة. ونتيجة لذلك، تتبدد الطاقة التي يحملها التيار باستمرار. هذه هي ظاهرة المقاومة الكهربائية وتسخين جول .

يختلف الوضع في الموصلات الفائقة. ففي الموصلات الفائقة التقليدية، لا يمكن تحليل المائع الإلكتروني إلى إلكترونات منفردة، بل يتكون من أزواج مترابطة من الإلكترونات تُعرف بأزواج كوبر . وينشأ هذا الترابط عن قوة تجاذب بين الإلكترونات ناتجة عن تبادل الفونونات . هذا الترابط ضعيف للغاية، ويمكن لاهتزازات حرارية طفيفة أن تكسر الرابطة. وبسبب ميكانيكا الكم ، يمتلك طيف طاقة مائع أزواج كوبر فجوة طاقة ، مما يعني وجود حد أدنى من الطاقة ΔE يجب توفيره لإثارة المائع. لذلك، إذا كانت ΔE أكبر من الطاقة الحرارية للشبكة البلورية، المعطاة بالعلاقة kT ، حيث k هو ثابت بولتزمان و T هي درجة الحرارة ، فلن يتشتت المائع بفعل الشبكة البلورية. [ 53 ] وبالتالي، يُعد مائع أزواج كوبر مائعًا فائقًا ، أي أنه قادر على التدفق دون تبديد للطاقة.

في فئة الموصلات الفائقة المعروفة باسم الموصلات الفائقة من النوع الثاني ، والتي تشمل جميع الموصلات الفائقة المعروفة ذات درجة الحرارة العالية ، تظهر مقاومة منخفضة للغاية ولكنها غير معدومة عند درجات حرارة ليست بعيدة جدًا عن درجة حرارة الانتقال الفائق الاسمية، وذلك عند تطبيق تيار كهربائي بالتزامن مع مجال مغناطيسي قوي، وقد يكون هذا ناتجًا عن التيار الكهربائي نفسه. ويعود ذلك إلى حركة الدوامات المغناطيسية في المائع الفائق الإلكتروني، والتي تبدد جزءًا من الطاقة التي يحملها التيار. إذا كان التيار صغيرًا بما يكفي، تصبح الدوامات ثابتة، وتتلاشى المقاومة. تُعد المقاومة الناتجة عن هذا التأثير ضئيلة للغاية مقارنةً بمقاومة المواد غير الموصلة الفائقة، ولكن يجب أخذها في الاعتبار في التجارب الحساسة. مع ذلك، عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة حرارة الانتقال الفائق الاسمية بدرجة كافية، يمكن أن تتجمد هذه الدوامات في طور غير منتظم ولكنه ثابت يُعرف باسم "زجاج الدوامات". تحت درجة حرارة انتقال زجاج الدوامات هذه، تصبح مقاومة المادة معدومة تمامًا.

التحول الطوري

سلوك السعة الحرارية ( c <sub>v</sub> ، باللون الأزرق) والمقاومة الكهربائية ( ρ ، باللون الأخضر) عند الانتقال الطوري إلى حالة الموصلية الفائقة

في المواد فائقة التوصيل، تظهر خصائص التوصيل الفائق عندما تنخفض درجة الحرارة T إلى ما دون درجة الحرارة الحرجة T<sub> c</sub> . وتختلف قيمة هذه الدرجة الحرجة من مادة إلى أخرى. عادةً ما تتراوح درجات الحرارة الحرجة للموصلات الفائقة التقليدية بين 20 كلفن وأقل من 1 كلفن. على سبيل المثال، تبلغ درجة الحرارة الحرجة للزئبق الصلب 4.2 كلفن. وحتى عام 2015، كانت أعلى درجة حرارة حرجة تم اكتشافها لموصل فائق تقليدي هي 203 كلفن لكبريتيد الهيدروجين (H<sub> 2</sub> S)، على الرغم من أن ذلك تطلب ضغوطًا عالية تصل إلى حوالي 90 جيجا باسكال. [ 54 ] يمكن أن تتمتع الموصلات الفائقة النحاسية بدرجات حرارة حرجة أعلى بكثير: فمركب YBa <sub> 2 </sub>Cu<sub> 3</sub> O <sub>7</sub> ، وهو من أوائل الموصلات الفائقة النحاسية التي تم اكتشافها، تبلغ درجة حرارته الحرجة أكثر من 90 كلفن، كما تم العثور على موصلات نحاسية زئبقية بدرجات حرارة حرجة تتجاوز 130 كلفن. ولا تزال الآلية الفيزيائية الأساسية المسؤولة عن ارتفاع درجة الحرارة الحرجة غير واضحة. ومع ذلك، من الواضح أن هناك اقترانًا إلكترونيًا ثنائيًا، على الرغم من أن طبيعة هذا الاقتران (     s{\displaystyle s}الموجة مقابلد{\displaystyle d}لا تزال الموجة مثيرة للجدل. [ 55 ]

وبالمثل، عند درجة حرارة ثابتة أقل من درجة الحرارة الحرجة، تتوقف المواد فائقة التوصيل عن العمل عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي أكبر من المجال المغناطيسي الحرج . ويعود ذلك إلى أن طاقة جيبس ​​الحرة للطور فائق التوصيل تزداد تربيعيًا مع المجال المغناطيسي، بينما تكون طاقة جيبس ​​الحرة للطور العادي مستقلة تقريبًا عن المجال المغناطيسي. إذا كانت المادة فائقة التوصيل في غياب المجال، فإن طاقة جيبس ​​الحرة للطور فائق التوصيل تكون أقل من طاقة جيبس ​​الحرة للطور العادي، وبالتالي، عند قيمة محددة للمجال المغناطيسي (تتناسب مع الجذر التربيعي للفرق بين طاقتي جيبس ​​الحرة عند انعدام المجال المغناطيسي)، تتساوى الطاقتان الحرتان ويحدث انتقال طوري إلى الطور العادي. وبشكل عام، تؤدي درجة الحرارة الأعلى والمجال المغناطيسي الأقوى إلى انخفاض نسبة الإلكترونات فائقة التوصيل، وبالتالي إلى زيادة عمق اختراق لندن للمجالات المغناطيسية والتيارات الخارجية. ويصبح عمق الاختراق لانهائيًا عند الانتقال الطوري.

يصاحب ظهور الموصلية الفائقة تغيرات مفاجئة في العديد من الخصائص الفيزيائية، وهو ما يميز الانتقال الطوري . فعلى سبيل المثال، تتناسب السعة الحرارية الإلكترونية طرديًا مع درجة الحرارة في النظام العادي (غير الموصل). أما عند الانتقال إلى حالة الموصلية الفائقة، فتشهد قفزة غير متصلة، ثم تتوقف عن كونها خطية. عند درجات الحرارة المنخفضة، تتغير السعة الحرارية الإلكترونية وفقًا للعلاقة e − α / T ، حيث α ثابت . ويُعد هذا السلوك الأسي أحد الأدلة على وجود فجوة الطاقة .

لطالما كان ترتيب التحول الطوري إلى حالة الموصلية الفائقة موضع نقاش. تشير التجارب إلى أن هذا التحول من الدرجة الثانية، أي أنه لا توجد حرارة كامنة . مع ذلك، في وجود مجال مغناطيسي خارجي، توجد حرارة كامنة، لأن إنتروبيا الطور الموصل الفائق أقل من إنتروبيا الطور العادي عند درجات حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة. وقد ثبت تجريبياً [ 56 ] أنه نتيجة لذلك، عند زيادة المجال المغناطيسي إلى ما بعد المجال الحرج، يؤدي التحول الطوري الناتج إلى انخفاض في درجة حرارة المادة الموصلة الفائقة.

أشارت حسابات أجريت في سبعينيات القرن الماضي إلى أن الانتقال قد يكون في الواقع من الرتبة الأولى الضعيفة نتيجة لتأثير التقلبات بعيدة المدى في المجال الكهرومغناطيسي. وفي ثمانينيات القرن الماضي، تم إثبات ذلك نظريًا، باستخدام نظرية مجال الاضطراب ، حيث تلعب خطوط الدوامات في الموصل الفائق دورًا رئيسيًا، أن الانتقال من الرتبة الثانية ضمن نظام النوع الثاني ، ومن الرتبة الأولى (أي الحرارة الكامنة ) ضمن نظام النوع الأول ، وأن المنطقتين مفصولتان بنقطة ثلاثية حرجة . [ 57 ] وقد دعمت محاكاة مونت كارلو الحاسوبية هذه النتائج بقوة. [ 58 ]

تأثير مايسنر

تأثير مايسنر في موصل فائق ذي درجة حرارة عالية (حبيبة سوداء) مع مغناطيس NdFeB (معدني)

عند وضع موصل فائق في مجال مغناطيسي خارجي ضعيف ( Ba = Ha ) وتبريده إلى ما دون درجة حرارة انتقاله، ينبعث المجال المغناطيسي. لا يؤدي تأثير مايسنر إلى انبعاث المجال بالكامل، بل يخترق الموصل الفائق لمسافة ضئيلة جدًا، تُقاس بمعامل λ يُسمى عمق اختراق لندن ، ويتناقص أُسّيًا إلى الصفر داخل المادة. يُعد تأثير مايسنر سمة مميزة للموصلية الفائقة. بالنسبة لمعظم الموصلات الفائقة، يبلغ عمق اختراق لندن حوالي 100 نانومتر.  

يُخلط أحيانًا بين تأثير مايسنر ونوع المغناطيسية المعاكسة المتوقعة في موصل كهربائي مثالي: فبحسب قانون لينز ، عند تطبيق مجال مغناطيسي متغير على موصل، فإنه يُحفز تيارًا كهربائيًا فيه يُنشئ مجالًا مغناطيسيًا معاكسًا. في الموصل المثالي، يمكن توليد تيار كبير جدًا، ويؤدي المجال المغناطيسي الناتج إلى إلغاء المجال المطبق تمامًا.

يختلف تأثير مايسنر عن ذلك ، فهو عبارة عن طرد تلقائي يحدث أثناء الانتقال إلى حالة الموصلية الفائقة. لنفترض أن لدينا مادة في حالتها الطبيعية، تحتوي على مجال مغناطيسي داخلي ثابت. عندما تُبرَّد المادة إلى ما دون درجة الحرارة الحرجة، سنلاحظ طردًا مفاجئًا للمجال المغناطيسي الداخلي، وهو ما لا نتوقعه بناءً على قانون لينز. 

تم تقديم تفسير ظاهري لتأثير مايسنر من قبل الأخوين فريتز وهاينز لندن ، اللذين أظهرا أن الطاقة الكهرومغناطيسية الحرة في الموصل الفائق يتم تقليلها إلى الحد الأدنى بشرط∇2ب=λ-2ب{\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {B} =\lambda ^{-2}\mathbf {B} \,}حيث B هو المجال المغناطيسي و λ هو عمق اختراق لندن.

هذه المعادلة، والمعروفة باسم معادلة لندن ، تتنبأ بأن المجال المغناطيسي في الموصل الفائق يتلاشى بشكل أسي من أي قيمة يمتلكها على السطح.

يُقال إن الموصل الفائق الذي لا يحتوي على مجال مغناطيسي يُذكر موجود في حالة مايسنر. وتنهار حالة مايسنر عندما يكون المجال المغناطيسي المُطبق كبيرًا جدًا. يمكن تقسيم الموصلات الفائقة إلى فئتين وفقًا لكيفية حدوث هذا الانهيار. في الموصلات الفائقة من النوع الأول، تُدمر الموصلية الفائقة فجأة عندما تتجاوز شدة المجال المُطبق قيمة حرجة H <sub>c</sub> . اعتمادًا على هندسة العينة، يمكن الحصول على حالة وسيطة [ 59 ] تتكون من نمط باروكي [ 60 ] من مناطق من مادة عادية تحمل مجالًا مغناطيسيًا ممزوجة بمناطق من مادة فائقة التوصيل لا تحتوي على مجال. في الموصلات الفائقة من النوع الثاني، يؤدي رفع المجال المُطبق إلى ما بعد القيمة الحرجة H <sub>c1</sub> إلى حالة مختلطة (تُعرف أيضًا بحالة الدوامة) حيث يخترق تدفق مغناطيسي متزايد المادة، ولكن لا توجد مقاومة لتدفق التيار الكهربائي طالما أن التيار ليس كبيرًا جدًا. عند شدة مجال حرجة ثانية H <sub>c2</sub> ، تُدمر الموصلية الفائقة. تنتج الحالة المختلطة في الواقع عن دوامات في المائع الفائق الإلكتروني، والتي تُسمى أحيانًا بالفلكسونات لأن التدفق الذي تحمله هذه الدوامات مُكمّم . معظم الموصلات الفائقة العنصرية النقية ، باستثناء النيوبيوم وأنابيب الكربون النانوية ، هي من النوع الأول، بينما جميع الموصلات الفائقة غير النقية والمركبة تقريبًا هي من النوع الثاني. 

لحظة لندن

على النقيض، يُولّد الموصل الفائق الدوّار مجالًا مغناطيسيًا مُحاذيًا بدقة لمحور الدوران. وقد استُغلّت هذه الظاهرة، المعروفة باسم عزم لندن، استغلالًا أمثل في تجربة مسبار الجاذبية B. قاس هذا المشروع المجالات المغناطيسية لأربعة جيروسكوبات فائقة التوصيل لتحديد محاور دورانها. وكان هذا الأمر بالغ الأهمية للتجربة، إذ يُعدّ من الطرق القليلة لتحديد محور دوران كرة عديمة المعالم بدقة.

الموصلية الفائقة عند درجات الحرارة العالية

عينة من أكسيد البزموت والسترونتيوم والكالسيوم والنحاس (BSCCO)، وهو حاليًا من أكثر الموصلات الفائقة العملية ذات درجة الحرارة العالية. والجدير بالذكر أنه لا يحتوي على عناصر أرضية نادرة . يُعدّ BSCCO موصلًا فائقًا من نوع الكوبرات، ويعتمد على البزموت والسترونتيوم . وبفضل درجة حرارة تشغيله العالية، باتت الكوبرات تُنافس الموصلات الفائقة التقليدية القائمة على النيوبيوم ، بالإضافة إلى موصلات ثنائي بوريد المغنيسيوم الفائقة .

الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية (درجة الحرارة الحرجة العالية أو HTS ) هي موصلية فائقة في مواد ذات درجة حرارة حرجة (درجة الحرارة التي تتصرف عندها المادة كموصل فائق) أعلى من 77  كلفن (-196.2  درجة مئوية؛ -321.1  درجة فهرنهايت)، وهي درجة غليان النيتروجين السائل . [ 61 ] وتُعتبر هذه المواد "ذات درجة حرارة عالية" فقط مقارنةً بالموصلات الفائقة المعروفة سابقًا، والتي تعمل فقط عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق . وقد اكتُشف أول موصل فائق ذي درجة حرارة عالية في عام 1986 على يد الباحثين جورج بيدنورز وك . أليكس مولر من شركة IBM . [ 62 ] [ 63 ] على الرغم من أن درجة الحرارة الحرجة تبلغ حوالي 35.1 كلفن (-238.1 درجة مئوية؛ -396.5 درجة فهرنهايت)، فقد قام تشينغ وو تشو بتعديل هذه المادة لصنع أول موصل فائق ذي درجة حرارة عالية، حيث بلغت درجة حرارته الحرجة 93 كلفن (-180.2 درجة مئوية؛ -292.3 درجة فهرنهايت). [ 64 ] مُنح بيدنورز ومولر جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987 "لإنجازهما المهم في اكتشاف الموصلية الفائقة في المواد الخزفية". [ 65 ] معظم المواد ذات درجة الحرارة الحرجة العالية هي موصلات فائقة من النوع الثاني .      

تتمثل الميزة الرئيسية للموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية في إمكانية تبريدها باستخدام النيتروجين السائل، [ 62 ] على عكس الموصلات الفائقة المعروفة سابقًا، والتي تتطلب مواد تبريد باهظة الثمن ويصعب التعامل معها، وأهمها الهيليوم السائل . وتتمثل ميزة أخرى للمواد ذات درجة الحرارة العالية (Tc ) في احتفاظها بخاصية التوصيل الفائق في مجالات مغناطيسية أعلى من المواد السابقة. وهذا أمر بالغ الأهمية عند تصنيع المغناطيسات فائقة التوصيل ، وهو أحد التطبيقات الرئيسية لهذه المواد .

معظم الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية هي من السيراميك ، وليست من المواد المعدنية المعروفة سابقًا. تُعدّ الموصلات الفائقة السيراميكية مناسبة لبعض الاستخدامات العملية، ولكنها تواجه مشكلات في التصنيع. على سبيل المثال، معظم أنواع السيراميك هشة ، مما يُعقّد عملية تصنيع الأسلاك. [ 66 ]

تُعدّ أكاسيد النحاس المُدمجة مع معادن أخرى، وخاصةً أكاسيد النحاس والباريوم الأرضية النادرة (REBCOs) مثل أكسيد الإيتريوم والباريوم والنحاس (YBCO)، الفئة الرئيسية من الموصلات الفائقة عالية الحرارة. أما الفئة الثانية من الموصلات الفائقة عالية الحرارة في التصنيف العملي فهي المركبات القائمة على الحديد . [ 67 ] [ 68 ] يُدرج ثنائي بوريد المغنيسيوم أحيانًا ضمن الموصلات الفائقة عالية الحرارة: فهو سهل التصنيع نسبيًا، ولكنه لا يُصبح موصلًا فائقًا إلا عند درجات حرارة أقل من 39  كلفن (-234.2  درجة مئوية)، مما يجعله غير مناسب للتبريد بالنيتروجين السائل.

التطبيقات

فيديو يوضح ظاهرة الرفع الفائق التوصيل لمركب YBCO

تُعدّ المواد فائقة التوصيل موادًا واعدة لتصميم عناصر الدوائر الأساسية في التقنيات الإلكترونية، والإلكترونيات الدورانية، والتقنيات الكمومية. ومن الأمثلة على ذلك الصمام الثنائي فائق التوصيل [ 69 ] ، الذي يتدفق فيه التيار الفائق في اتجاه واحد فقط، مما يبشر بتقنيات فائقة التوصيل عديمة التبديد، وتقنيات هجينة تجمع بين أشباه الموصلات وفائقة التوصيل.

تُعدّ المغناطيسات فائقة التوصيل من أقوى المغناطيسات الكهربائية المعروفة. تُستخدم في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي / الرنين النووي المغناطيسي ، ومطياف الكتلة ، ومغناطيسات توجيه الحزمة المستخدمة في مسرعات الجسيمات، ومغناطيسات حصر البلازما في بعض أجهزة التوكاماك . كما يُمكن استخدامها في الفصل المغناطيسي، حيث تُستخلص الجسيمات ذات المغناطيسية الضعيفة من وسط يحتوي على جسيمات أقل مغناطيسية أو غير مغناطيسية، كما هو الحال في صناعات الأصباغ . ويمكن استخدامها أيضًا في توربينات الرياح الكبيرة للتغلب على القيود التي تفرضها التيارات الكهربائية العالية، حيث تم اختبار مولد توربينات رياح فائق التوصيل صناعي بقدرة 3.6 ميغاواط بنجاح في الدنمارك. [ 70 ]

في خمسينيات وستينيات القرن العشرين، استُخدمت الموصلات الفائقة لبناء حواسيب رقمية تجريبية باستخدام مفاتيح الكريوترون . [ 71 ] وفي الآونة الأخيرة، استُخدمت الموصلات الفائقة لصنع دوائر رقمية تعتمد على تقنية التدفق الكمي السريع أحادي التدفق ، ومرشحات الترددات الراديوية والميكروويف لمحطات قاعدة الهواتف المحمولة .

تُستخدم الموصلات الفائقة في بناء وصلات جوزيفسون، وهي اللبنات الأساسية لأجهزة التداخل الكمومي فائقة التوصيل ( SQUIDs )، وهي أكثر أجهزة قياس المغناطيسية حساسيةً . تُستخدم أجهزة SQUIDs في مجاهر SQUID الماسحة وفي تخطيط الدماغ المغناطيسي . تُستخدم سلسلة من أجهزة جوزيفسون لتحقيق الفولت في النظام الدولي للوحدات . يمكن تصنيع كواشف الفوتونات فائقة التوصيل [ 72 ] في مجموعة متنوعة من تكوينات الأجهزة. اعتمادًا على نمط التشغيل المحدد، يمكن استخدام وصلة جوزيفسون فائقة التوصيل-عازل-فائقة التوصيل ككاشف فوتونات أو كخلاط . يُستغل التغير الكبير في المقاومة عند الانتقال من الحالة العادية إلى حالة التوصيل الفائق في بناء مقاييس حرارة في كواشف الفوتونات الدقيقة المبردة . يُستخدم التأثير نفسه في مقاييس الإشعاع الحراري فائقة الحساسية المصنوعة من مواد فائقة التوصيل. توفر كواشف الفوتونات المفردة المصنوعة من الأسلاك النانوية فائقة التوصيل سرعة عالية وضوضاء منخفضة في الكشف عن الفوتونات المفردة، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في تطبيقات عد الفوتونات المتقدمة. [ 73 ]

تظهر أسواق مبكرة أخرى حيث تفوق مزايا الكفاءة النسبية والحجم والوزن للأجهزة القائمة على الموصلية الفائقة عند درجات الحرارة العالية التكاليف الإضافية المترتبة عليها. على سبيل المثال، في توربينات الرياح، يمكن أن يؤدي انخفاض وزن وحجم المولدات فائقة التوصيل إلى توفير في تكاليف الإنشاء والأبراج، مما يعوض التكاليف الأعلى للمولد ويخفض التكلفة الإجمالية الموحدة للكهرباء (LCOE). [ 74 ]

تشمل التطبيقات المستقبلية الواعدة الشبكات الذكية عالية الأداء ، ونقل الطاقة الكهربائية ، والمحولات ، وأجهزة تخزين الطاقة ، وأجهزة طاقة الاندماج المدمجة ، والمحركات الكهربائية (مثل محركات دفع المركبات، كما في قطارات التفريغ أو قطارات الرفع المغناطيسي )، وأجهزة الرفع المغناطيسي ، ومحددات تيار الأعطال ، وتحسين أجهزة الإلكترونيات الدورانية باستخدام مواد فائقة التوصيل، [ 75 ] والتبريد المغناطيسي فائق التوصيل . مع ذلك، تتأثر خاصية التوصيل الفائق بالمجالات المغناطيسية المتحركة، لذا فإن تطوير التطبيقات التي تستخدم التيار المتردد (مثل المحولات) سيكون أكثر صعوبة من تطوير تلك التي تعتمد على التيار المستمر . بالمقارنة مع خطوط نقل الطاقة التقليدية، تتميز خطوط النقل فائقة التوصيل بكفاءة أعلى وتتطلب مساحة أقل بكثير، مما لا يؤدي فقط إلى تحسين الأداء البيئي، بل قد يُحسّن أيضًا من قبول الجمهور لتوسيع شبكة الكهرباء. [ 76 ] ومن الجوانب الصناعية الجذابة الأخرى القدرة على نقل الطاقة العالية بفولتيات منخفضة. [ 77 ] كما أن التطورات في كفاءة أنظمة التبريد واستخدام المبردات الرخيصة مثل النيتروجين السائل قد خفضت بشكل كبير تكاليف التبريد اللازمة للموصلية الفائقة.

جوائز نوبل

حتى عام 2022، تم منح خمس جوائز نوبل في الفيزياء لمواضيع متعلقة بالموصلية الفائقة:

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كومبسكوت، رولاند (2022). الموصلية الفائقة . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 1-2 . ISBN  978-1-108-42841-5.
  2. ↑ فوسهايم، كريستيان؛ سودبو، أسلي (2005). الموصلية الفائقة: الفيزياء والتطبيقات . جون وايلي وأولاده. ص 7. ISBN  978-0-470-02643-4.
  3. ↑ باردين، جون؛ كوبر، ليون؛ شريفر، الابن (1 ديسمبر 1957). "نظرية الموصلية الفائقة" . مجلة Physical Review . 108 (5): 1175. Bibcode : 1957PhRv..108.1175B . doi : 10.1103/physrev.108.1175 . S2CID 73661301. تاريخ الاسترجاع: 6 يونيو 2014 . أُعيد طبعه في: بوغوليوبوف، نيكولاي نيكولايفيتش، محرر (1963). نظرية الموصلية الفائقة . المجلد 4. غوردون وبريتش. ص 73. OCLC 537010 .   
  4. ↑ داينتيث، جون (2009). قاموس حقائق الفيزياء ( الطبعة الرابعة). دار إنفوبيس للنشر. ص 238. ISBN   978-1-4381-0949-7.
  5. 1 2 غالوب، جون سي. (1990). أجهزة SQUID، وتأثيرات جوزيفسون، والإلكترونيات فائقة التوصيل . مطبعة CRC . ص 1، 20. ISBN  978-0-7503-0051-3.
  6. ↑ دورانت، آلان (2000). فيزياء الكم للمادة . مطبعة سي آر سي. الصفحات 102-103 . ISBN  978-0-7503-0721-5.
  7. 1 2 Bednorz, JG & Müller, KA (1986). "إمكانية وجود موصلية فائقة عالية درجة الحرارة في نظام Ba−La−Cu−O". Z. Phys. B. 64 ( 1): 189–193 . Bibcode : 1986ZPhyB..64..189B . doi : 10.1007/BF01303701 . S2CID 118314311 . 
  8. ↑ لي، دانفينغ؛ لي، كيوهو؛ وانغ، باي يانغ؛ أوسادا، موتوكي؛ كروسلي، صامويل؛ لي، هاي ريونغ؛ تسوي، يي؛ هيكيتا، ياسويوكي؛ هوانغ، هارولد ي. (أغسطس 2019). "الموصلية الفائقة في نيكلات ذي طبقة لانهائية" . مجلة نيتشر . 572 (7771): 624-627 . Bibcode : 2019Natur.572..624L . doi : 10.1038/s41586-019-1496-5 . ISSN 1476-4687 . OSTI 1562463. PMID 31462797 .   
  9. ↑ فان دلفت، ديرك؛ كيس، بيتر (2010-09-01). "اكتشاف الموصلية الفائقة" . فيزياء اليوم . 63 (9): 38-43 . Bibcode : 2010PhT....63i..38V . doi : 10.1063/1.3490499 . ISSN 0031-9228 . 
  10. ↑ كامرلينغ أونيس، هايك (1911). "تجارب إضافية على الهيليوم السائل. ج. حول تغير المقاومة الكهربائية للمعادن النقية عند درجات حرارة منخفضة جدًا، إلخ. 4. مقاومة الزئبق النقي عند درجات حرارة الهيليوم" . وقائع قسم العلوم . 13 : 1274-1276 . رمز Bibcode : 1910KNAB...13.1274K .
  11. ↑ فان ديلفت، ديرك؛ كيس، بيتر (سبتمبر 2010). "اكتشاف الموصلية الفائقة" (ملف PDF) . فيزياء اليوم . 63 (9): 38-43 . Bibcode : 2010PhT....63i..38V . doi : 10.1063/1.3490499 .
  12. 1 2 مايسنر، دبليو. وأوكسينفيلد، ر. (1933). "Ein neuer Effekt bei Eintritt der Supraleitfähigkeit". ناتورويسنشافتن . 21 (44): 787-788 . بيب كود : 1933NW .....21..787M . دوى : 10.1007/BF01504252 . S2CID 37842752 . 
  13. ↑ لندن، ف. ولندن، هـ. (1935). "المعادلات الكهرومغناطيسية للموصل الفائق". وقائع الجمعية الملكية في لندن، السلسلة أ . 149 (866): 71-88 . رمز Bibcode : 1935RSPSA.149...71L . doi : 10.1098/rspa.1935.0048 . JSTOR 96265 . 
  14. ↑ "معادلات لندن" . الجامعة المفتوحة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-10-2011 .
  15. ↑ باردين، ج.؛ كوبر، ل. ن. وشريفر، ج. ر. (1957). "النظرية المجهرية للموصلية الفائقة" . مجلة Physical Review . 106 (1): 162-164 . Bibcode : 1957PhRv..106..162B . doi : 10.1103/PhysRev.106.162 .
  16. 1 2 باردين، ج.؛ كوبر، ل. ن. وشريفر، ج. ر. (1957). "نظرية الموصلية الفائقة" . مجلة Physical Review . 108 (5): 1175-1205 . Bibcode : 1957PhRv..108.1175B . doi : 10.1103/PhysRev.108.1175 .
  17. ^ جينزبرج، في إل ولاندو، إل دي (1950). “حول نظرية الموصلية الفائقة”. Zhurnal Eksperimental'noi و Teoreticheskoi Fiziki . 20 : 1064.
  18. ↑ ماكسويل، إي. (1950). "تأثير النظائر في الموصلية الفائقة للزئبق". مجلة Physical Review . 78 (4): 477. Bibcode : 1950PhRv...78..477M . doi : 10.1103/PhysRev.78.477 .
  19. ↑ رينولدز، سي. أ.؛ سيرين، ب.؛ رايت، و. هـ.؛ ونيسبيت، ل. ب. (1950). "الموصلية الفائقة لنظائر الزئبق". مجلة Physical Review . 78 (4): 487. Bibcode : 1950PhRv...78..487R . doi : 10.1103/PhysRev.78.487 .
  20. ^ بوجوليوبوف، إن إن (1958). “طريقة جديدة في نظرية الموصلية الفائقة”. Zhurnal Eksperimental'noi و Teoreticheskoi Fiziki . 34 : 58.
  21. ↑ غوركوف، إل بي (1959). "الاشتقاق المجهري لمعادلات جينزبورغ-لانداو في نظرية الموصلية الفائقة". مجلة الفيزياء التجريبية والنظرية . 36 : 1364.
  22. ↑ كومبسكوت، م.؛ بوغوسوف، و.ف.؛ بيتبيدر-ماتيبت، أ. (2013). "فرضية BCS للموصلية الفائقة في ضوء منهج بوغوليوبوف ودالة الموجة الدقيقة لريتشاردسون-غودين". فيزيكا ج: الموصلية الفائقة . 485 : 47-57 . arXiv : 1111.4781 . Bibcode : 2013PhyC..485...47C . doi : 10.1016/j.physc.2012.10.011 . S2CID 119121639 . 
  23. ↑ باك، دادلي أ. "الكريوترون - مكون حاسوبي فائق التوصيل" (ملف PDF) . مختبر لينكولن، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أغسطس 2014 .
  24. ↑ ينتيما، جي بي (1955). "لفائف فائقة التوصيل للمغناطيس الكهربائي". مجلة Physical Review . 98 (4): 1197. Bibcode : 1955PhRv...98.1144. doi : 10.1103 /PhysRev.98.1144 .
  25. ↑ كونزلر، جيه إي؛ بوهلر، إي؛ هسو، إف إل إس؛ ويرنيك، جيه إتش (1961). "الموصلية الفائقة في Nb3Sn عند كثافة تيار عالية في مجال مغناطيسي قدره 88 كيلوجاوس". رسائل المراجعة الفيزيائية . 6 (3): 89-91 . Bibcode : 1961PhRvL...6...89K . doi : 10.1103/PhysRevLett.6.89 .
  26. ↑ بيرلينكورت، تي جي وهاك، آر آر (1962). "دراسات المجال المغناطيسي النبضي لسبائك المعادن الانتقالية فائقة التوصيل عند كثافات تيار عالية ومنخفضة". نشرة الجمعية الفيزيائية الأمريكية . المجلد 1-7 : 408.
  27. ↑ بيرلينكورت، تي جي (1987). "ظهور النيوبيوم والتيتانيوم كمادة مغناطيسية فائقة" (ملف PDF) . علم التبريد . 27 (6): 283-289 . Bibcode : 1987Cryo...27..283B . doi : 10.1016/0011-2275(87)90057-9 .
  28. ↑ جوزيفسون، ب.د. (1962). "تأثيرات جديدة محتملة في النفق فائق التوصيل". رسائل الفيزياء . 1 (7): 251-253 . Bibcode : 1962PhL.....1..251J . doi : 10.1016/0031-9163(62)91369-0 .
  29. ↑ «جائزة نوبل في الفيزياء 1973» . NobelPrize.org . مؤرشف من الأصل في 25 مارس 2021. تم الاطلاع عليه في 30 مارس 2021 .
  30. ↑ «تم اكتشاف حالة أساسية جديدة للمادة، وهي عازل فائق» . ساينس ديلي . 9 أبريل 2008. تاريخ الاسترجاع: 23 أكتوبر 2008 .
  31. ↑ "باحثون يثبتون وجود موصل فائق كان يُعتقد سابقاً أنه مستحيل" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2020 .
  32. ^ هاشيموتو، تاكاهيرو. أوتا، يويتشي؛ تسوزوكي، أكيهيرو؛ ناجاشيما، تسوباكي؛ فوكوشيما، أكيكو؛ كاساهارا، شيجيرو؛ ماتسودا، يوجي؛ ماتسورا، كوهي؛ ميزوكامي، يوتا؛ شيبوتشي، تاكاسادا؛ شين، شيك؛ أوكازاكي ، كوزو (1 نوفمبر 2020). "الموصلية الفائقة للتكثيف بوز-آينشتاين الناجمة عن اختفاء الحالة الخيطية" . تقدم العلوم . 6 (45) eabb9052. بيب كود : 2020SciA....6.9052H . دوى : 10.1126/sciadv.abb9052 . ردمك 2375-2548 . بمك 7673702 . بميد 33158862 .   
  33. وود ، تشارلي (2024-12-06). "موصلات فائقة جديدة غريبة تُثير الإعجاب والحيرة" . مجلة كوانتا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17-04-2025 .
  34. ↑ ريني، ماتيو (16 مارس 2022). "شرح الموصلية الفائقة في المواد ثنائية الأبعاد" . الفيزياء . 15 : ص36. arXiv : 2112.03950 . doi : 10.1103/PhysRevB.105.094506 .
  35. ^ هان، تونغهان؛ لو، تشنغ قوانغ؛ هاجري، زاك؛ شي، ليهان؛ وو، تشنغهان؛ شو، وي؛ ياو، يوكسوان؛ كوتن، أرميل A.؛ سيده، أوميد شريفي؛ ويلديسوس، هينوك؛ يانغ، جيشيانغ؛ سيو، جونسوك؛ أيها شنيونغ؛ تشو، مويانغ؛ ليو، هاويانغ؛ شي، عصابة؛ هوا، زنكي؛ واتانابي، كينجي؛ تانيجوتشي، تاكاشي؛ شيونغ، بنغ؛ زومبول، دومينيك م.؛ فو، ليانغ؛ جو لونج (22/05/2025). "توقيعات الموصلية الفائقة اللولبية في الجرافين المعيني السطوح" . طبيعة . 643 (8072): 654–661 . أرخايف : 2408.15233 . Bibcode : 2025Natur.643..654H . doi : 10.1038/s41586-025-09169-7 . PMID 40403766 . 
  36. ↑ تشو، جينيفر (22 مايو 2025). "علماء فيزياء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يكتشفون نوعًا جديدًا من الموصلات الفائقة التي تعمل أيضًا كمغناطيس" . news.mit.edu . تاريخ الاسترجاع: 18 يونيو 2025 .
  37. ↑ معهد ريكين. "وصلة فائقة التوصيل مصنوعة من مادة ثنائية الأبعاد واحدة تعد بتسخير فيزياء جديدة غريبة" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2025 .
  38. ↑ «اكتشاف رابط جديد بين جدران النطاقات الكهروإجهادية والموصلية الفائقة في المواد ثنائية الأبعاد» . Gadgets 360. 11 يناير 2025. تاريخ الاطلاع: 21 أبريل 2025 .
  39. ^ هان، تونغهان؛ لو، تشنغ قوانغ؛ هاجري، زاك؛ شي، ليهان؛ وو، تشنغهان؛ شو، وي؛ ياو، يوكسوان؛ كوتن، أرميل A.؛ سيده، أوميد شريفي؛ ويلديسوس، هينوك؛ يانغ، جيشيانغ؛ سيو، جونسوك؛ أيها شنيونغ؛ تشو، مويانغ؛ ليو، هاويانغ؛ شي، عصابة؛ هوا، زنكي؛ واتانابي، كينجي؛ تانيجوتشي، تاكاشي؛ شيونغ، بنغ؛ زومبول، دومينيك م.؛ فو، ليانغ؛ جو لونج (22/05/2025). "توقيعات الموصلية الفائقة اللولبية في الجرافين المعيني السطوح" . طبيعة . 643 (8072): 654–661 . أرخايف : 2408.15233 . Bibcode : 2025Natur.643..654H . doi : 10.1038/s41586-025-09169-7 . PMID 40403766 . 
  40. ↑ "الموصلية الفائقة | سيرن" . home.cern . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-10-2020 .
  41. ↑ أورثاكر، أنجلينا. "الموصلية الفائقة" (ملف PDF) . الجامعة التقنية في غراتس .
  42. ↑ "موصل فائق من النوع 1.5 يُظهر خصائصه" . عالم الفيزياء . 17 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2020 .
  43. ↑ جيبني، إليزابيث (5 مارس 2018). "اكتشاف مفاجئ للجرافين قد يكشف أسرار الموصلية الفائقة" . أخبار. نيتشر . 555 (7695): 151-152 . Bibcode : 2018Natur.555..151G . doi : 10.1038/d41586-018-02773-w . PMID 29517044. تنقسم الموصلات الفائقة عمومًا إلى نوعين: تقليدية، حيث يمكن تفسير نشاطها بنظرية الموصلية الفائقة السائدة، وغير تقليدية، حيث لا يمكن تفسيره بها . 
  44. ↑ هيرش، جيه إي؛ مابل، إم بي؛ مارسيجليو، إف. (15 يوليو 2015). "فئات المواد فائقة التوصيل: مقدمة ونظرة عامة" . فيزيكا سي: الموصلية الفائقة وتطبيقاتها . المواد فائقة التوصيل: التقليدية وغير التقليدية وغير المحددة. 514 : 1-8 . arXiv : 1504.03318 . Bibcode : 2015PhyC..514....1H . doi : 10.1016/j.physc.2015.03.002 . ISSN 0921-4534 . 
  45. ↑ مينيف، ف.ب.؛ ساموخين، ك. (21-09-1999). مقدمة في الموصلية الفائقة غير التقليدية . أمستردام: مطبعة سي آر سي. الصفحات: 7، 20. رقم ISBN  978-90-5699-209-5.
  46. ↑ جرانت، بول مايكل (2011). "لغز الكم العظيم". مجلة نيتشر . 476 (7358). مجموعة نيتشر للنشر ، قسم من ماكميلان للنشر المحدودة. جميع الحقوق محفوظة.: 37-39 . doi : 10.1038/476037a . PMID 21814269. S2CID 27665903 .  
  47. ↑ فلوريس-ليفاس، خوسيه أ.؛ وآخرون (29 أبريل 2020). "نظرة عامة على الموصلات الفائقة التقليدية ذات درجة الحرارة العالية تحت ضغط عالٍ: الأساليب والمواد". تقارير الفيزياء . 856 : 1-78 . arXiv : 1905.06693 . Bibcode : 2020PhR...856....1F . doi : 10.1016/j.physrep.2020.02.003 . S2CID 155100283 .  
  48. ↑ وود، تشارلي (2024-12-06). "موصلات فائقة جديدة غريبة تُبهج وتُحيّر" . مجلة كوانتا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-04-16 .
  49. ↑ هيرش، جيه إي؛ مابل، إم بي؛ مارسيجليو، إف. (15 يوليو 2015). "فئات المواد فائقة التوصيل: مقدمة ونظرة عامة". فيزيكا سي: الموصلية الفائقة وتطبيقاتها . المواد فائقة التوصيل: التقليدية وغير التقليدية وغير المحددة. 514 : 1-8 . arXiv : 1504.03318 . Bibcode : 2015PhyC..514....1H . doi : 10.1016/j.physc.2015.03.002 . ISSN 0921-4534 . S2CID 12895850 .  
  50. ↑ "تصنيف الموصلات الفائقة" (ملف PDF) . سيرن .
  51. ↑ فان كامب، ميشيل؛ فرانسيس ، أوليفييه؛ ليكوك، توماس (2017). "تسجيل تاريخ الجاذبية في بلجيكا" . إيوس . 98. doi : 10.1029/2017eo089743 .
  52. ↑ فان كامب، ميشيل؛ دي فيرون، أوليفييه؛ واتليه، أرنو؛ ميوررز، برونو؛ فرانسيس، أوليفييه؛ كودرون، كورنتين (2017). "الجيوفيزياء من قياسات الجاذبية الأرضية المتغيرة مع الزمن" (ملف PDF) . مراجعات الجيوفيزياء . 55 (4) 2017RG000566. Bibcode : 2017RvGeo..55..938V . doi : 10.1002/2017rg000566 . ISSN 1944-9208 . S2CID 134876430 .  
  53. ↑ تينكهام، مايكل (1996). مقدمة في الموصلية الفائقة . مينولا، نيويورك: منشورات دوفر، ص 8. ISBN  0-486-43503-2.
  54. ↑ دروزدوف، أ.؛ إيريميتس، م.؛ ترويان، إ.؛ كسينوفونتوف، ف. (17 أغسطس 2015). "الموصلية الفائقة التقليدية عند 203 كلفن تحت ضغوط عالية في نظام هيدريد الكبريت". مجلة نيتشر . 525 ( 2-3 ): 73-76 . arXiv : 1506.08190 . Bibcode : 2015Natur.525...73D . doi : 10.1038/nature14964 . PMID: 11369082. S2CID : 4468914 .  
  55. ↑ تينكهام، مايكل (1996). مقدمة في الموصلية الفائقة . مينولا، نيويورك: منشورات دوفر، ص 16. ISBN  0-486-43503-2.
  56. ↑ دوليسيك، آر إل (1954). "التمغنط الأديباتي لكرة فائقة التوصيل". مجلة Physical Review . 96 (1): 25-28 . Bibcode : 1954PhRv...96...25D . doi : 10.1103/PhysRev.96.25 .
  57. ↑ كلاينرت، هـ. (1982). "نسخة الفوضى من نموذج هيغز الأبلي ونظام الانتقال الطوري فائق التوصيل" (ملف PDF) . Lettere al Nuovo Cimento . 35 (13): 405–412 . doi : 10.1007/BF02754760 . S2CID 121012850 . 
  58. ↑ هوف، ج.؛ مو، س.؛ سودبو، أ. (2002). "تفاعلات الدوامات والانتقال الحراري من الموصلية الفائقة من النوع الأول إلى النوع الثاني" (ملف PDF) . مجلة Physical Review B. 66 ( 6) 064524. arXiv : cond-mat/0202215 . Bibcode : 2002PhRvB..66f4524H . doi : 10.1103/PhysRevB.66.064524 . S2CID 13672575 . 
  59. ↑ لاندو، ليف د.؛ ليفشيتز، يفغيني م. (1984). الديناميكا الكهربائية للأوساط المتصلة . سلسلة محاضرات في الفيزياء النظرية . المجلد 8. أكسفورد، إنجلترا: باتروورث-هاينمان. ISBN  978-0-7506-2634-7.
  60. ↑ كالاواي، ديفيد جيه إي (1990). "حول البنية المذهلة للحالة الوسيطة فائقة التوصيل". الفيزياء النووية ب . 344 (3): 627-645 . Bibcode : 1990NuPhB.344..627C . doi : 10.1016/0550-3213(90)90672-Z .
  61. ↑ تيمر، جون (مايو 2011). "بعد 25 عامًا، يستمر البحث عن الموصلات الفائقة ذات درجات الحرارة الأعلى" . آرس تكنيكا . مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 2 مارس 2012 . 
  62. 1 2 ساوندرز، بي جيه؛ فورد، جي إيه (2005). صعود الموصلات الفائقة . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 0-7484-0772-3.
  63. ^ بيدنورز، جي جي؛ مولر، كا (1986). “الموصلية الفائقة المحتملة عالية T c في نظام Ba-La-Cu-O”. Zeitschrift für Physik B. 64 (2): 189– 193. بيب كود : 1986ZPhyB..64..189B . دوى : 10.1007/BF01303701 . S2CID 118314311 . 
  64. ↑ وو، إم كيه؛ آشبرن، جيه آر؛ تورنغ، سي جيه؛ هور، بي إتش؛ مينغ، آر إل؛ غاو، إل؛ هوانغ، زد جيه؛ وانغ، واي كيو؛ تشو، سي دبليو (1987). "الموصلية الفائقة عند 93 كلفن في نظام مركب جديد مختلط الطور من Y–Ba–Cu–O عند الضغط الجوي" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 58 (9): 908–910 . Bibcode : 1987PhRvL..58..908W . doi : 10.1103/PhysRevLett.58.908 . PMID 10035069 . 
  65. ↑ "1987: ج. جورج بيدنورز، ك. أليكس مولر" . Nobelprize.org . جائزة نوبل في الفيزياء. مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2012 .
  66. ↑ بلاكيدا، ن. (2010). الموصلات الفائقة النحاسية ذات درجة الحرارة العالية . سلسلة سبرينغر في علوم الحالة الصلبة. سبرينغر. ص 480. ISBN  978-3-642-12632-1.
  67. ↑ تشوي، تشارلز كيو. "عصر حديدي جديد: فئة جديدة من الموصلات الفائقة قد تساعد في فهم الفيزياء الغامضة" . مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أكتوبر 2019 .
  68. ↑ رين، تشي-آن؛ تشي، غوانغ-كان؛ دونغ، شياو-لي؛ يانغ، جي؛ لو، وي؛ يي، وي؛ وآخرون (2008). "الموصلية الفائقة ومخطط الطور في أكاسيد الزرنيخ القائمة على الحديد ReFeAsO1−δ (Re = فلز أرضي نادر) بدون تطعيم بالفلور". EPL . 83 (1) 17002. arXiv : 0804.2582 . Bibcode : 2008EL.....8317002R . doi : 10.1209/0295-5075/83/17002 . S2CID 96240327 .  
  69. ↑ نديم، محمد؛ فوهرر، مايكل س.؛ وانغ، شياولين (2023). "تأثير الصمام الثنائي فائق التوصيل" . مجلة Nature Reviews Physics . 5 (10): 558–577 . Bibcode : 2023NatRP...5..558N . doi : 10.1038/s42254-023-00632-w . ISSN 2522-5820 . S2CID 261976918 .  
  70. ↑ تصميم واختبار ميداني لأول دوار ReBCO في العالم لمولد رياح بقدرة 3.6 ميجاوات" بقلم آن بيرجن، راسموس أندرسن، ماركوس باور، هيرمان بوي، مارسيل تير براك، باتريك بروتسارت، كارستن بوهرر، مارك دالي، جيسبر هانسن وهيرمان تين كيت، 25 أكتوبر 2019، علوم وتكنولوجيا الموصلات الفائقة.
  71. ↑ بروك، ديفيد سي. (19 مارس 2014). "حاسوب كريوترون المنسي لدادلي باك" . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . تم الاسترجاع في 30 مارس 2021 .
  72. ↑ موروزوف، ديمتري ف.؛ كاسابوري، أليساندرو؛ هادفيلد، روبرت هـ. (11 مارس 2022). "كاشفات الفوتونات فائقة التوصيل" (ملف PDF) . الفيزياء المعاصرة . 62 (2): 69-91 . doi : 10.1080/00107514.2022.2043596 . ISSN 0010-7514 . S2CID 247422273 .  
  73. ↑ ناتاراجان، سي إم (أبريل 2012). "كواشف الفوتونات المفردة المصنوعة من أسلاك نانوية فائقة التوصيل: الفيزياء والتطبيقات" . مجلة علوم وتكنولوجيا الموصلات الفائقة . 25 (6) 063001. arXiv : 1204.5560 . Bibcode : 2012SuScT..25f3001N . doi : 10.1088/0953-2048/25/6/063001 . S2CID 4893642 – عبر دار نشر IOP. 
  74. ↑ إسلام وآخرون (2014). "مراجعة لحاضنة توربينات الرياح البحرية: التحديات التقنية، واتجاهات البحث والتطوير" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 33 : 161-176 . Bibcode : 2014RSERv..33..161I . doi : 10.1016/j.rser.2014.01.085 . hdl : 10453/33256 . 
  75. ↑ ليندر، جاكوب؛ روبنسون، جيسون دبليو إيه (2 أبريل 2015). "الإلكترونيات الدورانية فائقة التوصيل". مجلة نيتشر فيزيكس . 11 (4): 307-315 . arXiv : 1510.00713 . Bibcode : 2015NatPh..11..307L . doi : 10.1038/nphys3242 . S2CID 31028550 . 
  76. ↑ توماس وآخرون (2016). "خطوط النقل فائقة التوصيل - نقل مستدام للطاقة الكهربائية مع قبول جماهيري أكبر؟" (ملف PDF) . مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 55 : 59-72 . Bibcode : 2016RSERv..55...59T . doi : 10.1016/j.rser.2015.10.041 . 
  77. ↑ رين، لي؛ وآخرون (2009). "التقييم التقني والاقتصادي لكابلات الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية". معاملات IEEE في الموصلية الفائقة التطبيقية . 19 (3): 1774-1777 . doi : 10.1109/TASC.2009.2019058 . S2CID 46117301 .  
  78. ↑ "جميع جوائز نوبل في الفيزياء" . Nobelprize.org . Nobel Media AB 2014.

للمزيد من القراءة