Шрифт:
Но почему около галлия стоят сразу три пары чисел?
Оказывается, некоторые элементы существуют в виде двух или большего количества простых веществ, отличающихся друг от друга, например, структурой кристаллической решетки. В науке это явление известно под названием аллотропии (от греческого — «другое свойство»).
Разные аллотропические формы одного и того же элемента могут иметь разные критические температуры перехода в сверхпроводящее состояние и разное критическое магнитное поле.
Но продолжим наш «парад».
| К | Т | |
| Индий | 3,4 | 0,03 |
| Иридий | 0,14 | 0,002 |
| Кадмий | 0,55 | 0,003 |
| Лантан | 4,8 | 0,08 |
| 6,0 | 0,16 | |
| Молибден | 0,92 | 0,01 |
| Ниобий | 9,2 | 0,2 |
| Олово | 3,72 | 0,03 |
| 5,3 |
| Осмий | К | Т |
| 0,65 | 0,006 | |
| Протактиний | 1,3 | — |
| Рений | 1,7 | 0,02 |
Следующий элемент мог бы по праву занять место правофлангового. Ведь именно с него началась история сверхпроводимости.
| К | Т | |
| Ртуть | 4,15 | 0,04 |
| 3,95 | 0,03 |
Замыкают нашу «колонну»:
| К | Т | |
| Рутений | 0,5 | 0,007 |
| Свинец | 7,2 | 0,08 |
| Таллий | 2,39 | 0,002 |
| Тантал | 4,49 | 0,08 |
| Технеций | 7,8 | 0,14 |
| Титан | 0,39 | 0,01 |
| Торий | 1,37 | 0,016 |
| Уран | 0,2 | – |
| Цинк | 0,9 | 0,005 |
| Цирконий | 0,55 | 0,0047 |
У читателя, впервые ознакомившегося со списком сверхпроводящих элементов, может мелькнуть мысль, что в нем кое-что пропущено.
Действительно, где такой элемент, как серебро, удельное сопротивление которого меньше, чем у всех других веществ? А где медь, которая благодаря своему низкому электрическому сопротивлению является прекрасным материалом для электрических проводов? А золото?..
Но увы! По данным, которыми располагают ученые сегодня, ни серебро, ни медь, ни золото, ни некоторые другие металлы и сплавы, являющиеся хорошими проводниками при комнатной температуре, никаких признаков сверхпроводимости не проявляют даже при охлаждении до сколь угодно низкой, доступной нам температуры.
Кроме рассмотренных элементов, существуют и другие, более «привередливые» сверхпроводники. Им низкой температуры мало! Для перевода в сверхпроводящее состояние одновременно с охлаждением их необходимо подвергнуть давлению. К таким сверхпроводникам относятся, например, германий и кремний.
В 1933 году ученый мир потрясло открытие в области сверхпроводимости, сделанное берлинскими физиками В. Мейснером и Р. Оксенфель- дом, получившее название эффекта Мейснера.
Чтобы понять сущность эффекта Мейснера, вспомним, что обычный металл, находящийся в магнитном поле, пронизывается силовыми линиями магнитного поля.
Иная картина наблюдается у сверхпроводящего металла, помещенного в слабое магнитное поле. При температуре ниже критической силовые линии магнитного поля полностью выталкиваются из сверхпроводника. Индукция поля в толще сверхпроводника равна нулю. В этом и заключается эффект Мейснера.
Эффект Мейснера: 1 — при температуре выше критической магнитные силовые линии пронизывают толщу сверхпроводника; 2 — при температуре ниже критической магнитные силовые линии выталкиваются из толщи сверхпроводника.
Изучая эффект Мейснера, следует обратить внимание на то, что магнитная индукция равна нулю именно в толще сверхпроводника. В его поверхностном слое толщиной от 10 до 100 нанометров (один нанометр равен одной миллиардной доли метра) возникает постоянный электрический ток, текущий без сопротивления.