ورغم أن مثل هذه الأنظمة قوية التفاعل لا تزال غير مفهومة تمامًا، فهناك أدلة تجريبية تشير إلى أنه في النظم ضعيفة الإشابة لا تنطبق نظرية "ليجت" على كثافة المائع الفائق 11 ، لأن الإلكترونات تتأثر إلى حد كبير بوجود الشبكة، وبالتالي فإن الموصلات الفائقة ذات درجات الحرارة المرتفعة قد لا تسير وفق نظرية "ليجت" في النظام زائد الإشابة أيضًا. إنّ المفارقات مفيدة للغاية في العلم، فالعلاقة البسيطة بين كثافة المائع الفائق ودرجة الحرارة الحرجة تشير إلى أنه ثمة مبدأ أساسي ما ينطبق على موصلات أكسيد النحاس الفائقة زائدة الإشابة. وقد لُوحظ قانون قياس مماثل11 في النظام ضعيف الإشابة، وتم تفسيره من حيث ارتباط الإلكترونات معًا في أزواج في درجات حرارة مرتفعة، وتشكيل تكاثف بوز عند درجة الحرارة الحرجة، ولكن هذا التفسير لا يمكن أن ينطبق على النظم زائدة الإشابة، بسبب وجود سطوح فيرمي. وفي الواقع، لا يوجد شيء في كل الأعمال التي صدرت عن الأبحاث الكثيرة التي أُجريت على التوصيل الفائق يُلقِي الضوء على هذا اللغز، وقانون قياس بوزوفيتش يجبر الفيزيائيين على العودة إلى البحث من جديد. الموصلات فائقة التوصيل. Tinkham, M. Introduction to Superconductivity (Dover, 2004).
- المواد فائقة التوصيل وتطبيقاتها العملية Superconducting materials
- مقدمة في الموصلات الفائقة (الجزء 1) - مجلة الباحثون المصريون العلمية
- ما هي الموصلات فائقة التوصيل superconductor؟ - شبكة الفيزياء التعليمية
المواد فائقة التوصيل وتطبيقاتها العملية Superconducting Materials
يوضح بوزوفيتش وآخرون 5 في بحث نُشر في دورية Nature أنه حتى هذا النظام الذي تعرَّض لزيادة الإشابة غريب ومخالف للقاعدة، وهو اكتشاف له آثار على فهْمنا الأساسي للتوصيل الفائق. في علم الإحصاء الكَمِّي، يمكن لجسيمات تُسمى بوزونات أن توجد في الحالة الكمية نفسها، في حين أن جسيمات الفرميون يجب أن تشغل حالات مختلفة، وهو تقييد يُسمى بمبدأ استبعاد باولي. وإذا شغل العديد من البوزونات أدنى حالة طاقة للنظام (وهي حالة تعرف باسم تكاثف بوز)؛ يحدث تضخيم للسلوك الكمي المجهري إلى المقياس العياني الذي يُرى بالعين المجردة، والنتيجة هي التوصيل الفائق. تشرح نظرية باردين-كوبر-شريفر كيف يمكن للإلكترونات أن تشكل تكاثف بوز، على الرغم من أنها فرميونات. إنّ الحالة الطبيعية للفرميونات هي غاز فيرمي، حيث تملأ الجسيمات أدنى مستويات الطاقة في النظام، وفقًا لمبدأ استبعاد باولي. والحد الفاصل بين مستويات الطاقة المشغولة والشاغرة يُعرف بسطح فيرمي. المواد فائقة التوصيل وتطبيقاتها العملية Superconducting materials. وحسب نظرية باردين-كوبر-شريفر، عند إدخال تفاعل جذبي صغير بين الإلكترونات في نظام ما، فإن الإلكترونات الأقرب إلى سطح فيرمي ترتبط معًا؛ لتشكيل ما يُسمى بأزواج كوبر 1, 2. ونظرًا إلى أن أزواج كوبر هذه بوزونات بفاعلية، فإنها تشكل تكاثف بوز.
مقدمة في الموصلات الفائقة (الجزء 1) - مجلة الباحثون المصريون العلمية
ما يثير الدهشة هو أن قياسات هذه العناقيد تكشف عما يمكن أن يكون بصمة الاقتران الالكتروني الموجودة على طول الطريق وصولاً إلى 100 كلفن، أي - 173 درجة مئوية، لكن درجة الحرارة هذه ورغم برودتها، فهي لاتزال أعلى بـ 100 مرة من درجة الحرارة اللازمة لظهور الموصلية الفائقة في جزءٍ من سلك الألمنيوم. فلماذا تقوم حفنةٌ صغيرة من الذرات بإظهار الموصلية الفائقة عند درجة حرارة عالية نسبياً، بخلاف الملايين من الذرات في جزءٍ صغير من سلك الألمنيوم؟
يملك علماء الفيزياء بعض الأفكار حول هذا السؤال، لكن لم يُستكشف هذا الأثر بشكلٍ عميق بعد، فقد يكون طريقةً مثيرة للاهتمام للسعي قُدماً نحو الحصول على موصلية فائقة عند درجات حرارةٍ مرتفعة نسبياً. تُستخدم الموصلات الفائقة في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الطبي. مقدمة في الموصلات الفائقة (الجزء 1) - مجلة الباحثون المصريون العلمية. Credit: Jan Ainali, CC BY
هل من الممكن للجميع ركوب ألواح التزلج؟
إذا ما تمكّن الفيزيائيون من تحقيق هدفهم في إظهار موصليةٍ فائقة عند درجة حرارة الغرفة للمواد التي من السهل تشكيلُ أسلاكٍ منها، فإن ذلك سيمنحنا قدرةً للحصول على تقنيات حديثة. وستكون الأجهزة التي تستخدم الكهرباء أكثر كفاءةً بالنسبة للمبتدئين، وذات استهلاكٍ أقلَ للطاقة.
ما هي الموصلات فائقة التوصيل Superconductor؟ - شبكة الفيزياء التعليمية
وهذه الحالة يطلق عليها التعليق الزائف
الثبات الاستاتيكي [ عدل]
الثبات الاستاتيكي يعني أن أي ازاحة صغير بعيدا عن منطقة التعادل تتسبب في أن مجموع القوي يدفعها ثانيا لتعود لنقطة التعادل
بطريقة حصرية أثبتت نظرية ايرنشو أنه ليس من الممكن الرفع بثبات باستخدام مجال مغناطيسي مؤقت صغير فقط. فالقوي المؤثر علي أي شئ مؤقت المغنطة في تواجد أي من المجالات الجاذبية والمغناطيسية والكهربية الحث سيجعل هذا الجسم غير مستقر على الأقل علي محور واحد بل ويمكن أن يكون غير متعادل الاستقرار علي جميع المحاور. علي الرغم من ذلك بعض الاحتماليات لتواجد ثبات ورفع عند استخدام مثبت إليكتروني أو مواد ضعيفة المغنطة (حيث أن ال سماحية المغناطيسية لها تكون اقل من واحد)؛ ويمكن اثبات أن المواد ضعيفه المغنطة تكون في حالة ثبات على الأقل علي محور واحد ويمكن أن تعمم لتصبح ثابته علي باقي المحاور. ما هي الموصلات فائقة التوصيل superconductor؟ - شبكة الفيزياء التعليمية. الموصلات القابله للمغنطة لها سماحية نسبية للمغناطسية أقل من الواحد لذا باستخدام بعض الاعدادات ووجود تيار متردد يقود مغناطيس كهربي أن يصل لحالة الثبات
الثبات الديناميكي
يحدث الثبات الديناميكي عندما يعمل نظام التعليق علي اخماد أي حركة اهتزازية قد تحدث.
أما فى مجال الطب فقد تم صناعة أجهزة ذات حساسية عالية جدا للمجالات المغناطيسية المنخفضة الشدة، وتستخدم الأن كبديل للمواد المشعة المستخدمة فى تشخيص الأمراض التى قد تصيب الدماغ، حيث يتم الكشف عن التغير فى المجال المغناطيسى المنبعث من الدماغ والتى تبلغ شدته 10 -13 تسلا، وهذا مقدار صغير جداً لكن تلك الأجهزة قادرة على قياسه، كذلك يمكن بدقة تحديد مصدر الأشارات العصبية الصادرة من الدماغ وأيضا يمكن أن تستخدم فى البحث عن المعادن الدفينة فى باطن الأرض وعن مصادر المياه والنفط لأنها تحدث تغيراً طفيفاً فى المجال المغناطيسى للأرض وهذا التغير يمكن التقاطه بواسطة هذه الأجهزة. اعلانات جوجل وهنالك أيضا تطبيقات على مجال أوسع، ففى اليابان تم تصميم قطار يعمل على قضبان مصنوعة من هذه المواد فائقة التوصيل، وعندما تبرد هذه القضبان إلى درجة الحرارة المطلوبة فإن القطار بكامله يرتفع عن سطح القضبان نتيجة التنافر المغناضيسى ويصبح وكأنه يسير على الهواء وهذا يمنع الأحتكاك مما يقلل من استهلاك الوقود.. د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي