100 ปีแห่งสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวด(Superconductivity at 100)

ใน 100 ปีนับตั้งแต่มีการค้นพบสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวด  ความก้าวหน้าได้มาพร้อมกับการปรับปรุงและการเริ่มต้น  ภาพด้านล่างแสดงถึงชนิดต่างๆกันที่แตกแขนงของสารตัวนำยิ่งยวดไปยังสิ่งที่มีอยู่จากตัวนำยิ่งยวดทั่วไป  จะปรากฏคอปเปอร์ออกไซด์ขึ้นรวมทั้งสารอินทรีย์  และเมื่อเร็วๆนี้ส่วนใหญ่มีการค้นพบเหล็กออกไซด์  ความก้าวหน้าเกี่ยวกับการทดลองได้อาศัยความบังเอิญที่ได้จากการคาดคะเน  ในขณะที่มันไม่เป็นเช่นนั้นจนถึงปี1957  ในที่สุดนักทฤษฎีก็สามารถอธิบายถึงการไหลที่ไม่แน่นอนของกระแสและสนามแม่เหล็กมีการขับออกได้อย่างไร

แนวคิดที่ว่าทฤษฎีมีการแก้ไขได้ถูกล้มล้างในปี1986  ซึ่งมีการค้นพบเกี่ยวกับวัสดุเหล่านั้นที่มีการนำยิ่งยวดเหนือกว่าขีดจำกัดของทฤษฎีที่สังเกตได้  ในวันนี้นักทฤษฎีหลายท่านก็ได้ถอนตัวออกจากการเป็นผู้นำ  ในแผนภูมินี้แสดงระยะเวลาเหตุการณ์สำคัญของวงการฟิสิกส์  ที่บันทึกการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกิดขึ้นและรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ที่เกี่ยวกับความก้าวหน้าในสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวด

ปี1908 และ1911: Heike Kamerlimgh Onnes ได้ชนะ James Dewar โดยการทำฮีเลียมให้เป็นของเหลว (ในปี1908)  ในเวลานั้นได้มีการค้นพบความต้านทานที่เป็นศูนย์ในปรอทกับGilles Holst (ในปี1911)

ปี1931 : Wander Johannes de Haas และ Willem Keesom ได้ค้นพบสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวดในโลหะผสม

ปี1933 : Walther Meissner และ Robert Ochsenfeld ได้ค้นพบสนามแม่เหล็กที่มีการขับออกจากตัวนำยิ่งยวดเรียกว่า “Meissner effect” หมายถึงตัวนำยิ่งยวดสามารถลอยอยู่ในอากาศเหนือแม่เหล็กได้

ปี1935 : Heinz London และพี่ชายชื่อFritz ทำการพัฒนาทฤษฎีที่รอคอยมานาน                        ได้กำหนด2สมการที่พยายามอธิบายว่าตัวนำยิ่งยวดทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ปี1957 : John Bardeem , Leon Cooper และ Robert Schrieffer ได้ตีพิมพ์ทฤษฎีBCSของพวกเขา ซึ่งสร้างขึ้นบนแนวคิดที่เรียกว่า “คู่Cooper” มีการเสนอขึ้นในปีก่อนหน้านี้และอธิบายถึงอิเล็กตรอนที่ถูกจัดกลุ่มเป็นฟังก์ชันคลื่น ทฤษฎีคาดการณ์ไว้ว่าสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวดไม่สามารถเกิดขึ้นเกินกว่าอุณหภูมิ 20K

ปี1962 : Brian Josephson คาดการณ์ว่ากระแสจะผ่านระหว่างสองตัวนำยิ่งยวดที่แยกออกจากกัน โดยมีสิ่งกีดขวางที่ปกคลุมด้วยฉนวน สองสิ่งนี้คือ “รอยต่อโจเซฟสัน” แบบสายในแบบคู่ขนานจากอุปกรณ์รบกวนควอนตัมตัวนำยิ่งยวด(SQUID) สามารถวัดสนามแม่เหล็กที่อ่อนมากได้

ปี1981 : Klaus Bechgaard และทีมงานได้ค้นพบสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวดในเกลือ ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ชนิดแรกที่มีการนำยิ่งยวดที่ความดันบรรยากาศ  ตัวนำยิ่งยวดอินทรีย์ที่มีอุณหภูมิวิกฤตสูงสุดคือ {Cs_3}{C_{60}} ที่อุณหภูมิ 38K

ปี1986 : Georg Bednorz และ Alexander Muller ได้ค้นพบสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวดที่อุณหภูมิ 30K เหนือกว่าขีดจำกัดของทฤษฎีBCS ที่อุณหภูมิ 20K และไม่ได้อยู่ในโลหะแต่อยู่ในเซรามิก

ปี1987 : Paul Chu และทีมงานได้ทำลายสิ่งกีดขวางของไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิ 77K และได้ค้นพบสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวดที่อุณหภูมิ 93K  ในสารประกอบที่ประกอบด้วย  อีเทรียม(Yttrium) ,เบเรียม(Berium),ทองแดง(Copper)และออกซิเจน(Oxygen)หรือที่เรียกว่า “YBCO”

ปี2001: Jun Akimitsu แสดงให้เห็นว่าสารเคมีที่ได้มาง่ายและไม่ยุ่งยากคือ แมกนีเซียมไดโบไรด์ (MgB_2) มีการนำยิ่งยวดเหนือกว่าอุณหภูมิ 39K

ปี2008 : Hideo Hosono และทีมงานได้ค้นพบสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวดในสารประกอบเหล็กที่อุณหภูมิวิกฤตสูงสุด  พบในวัสดุเหล่านี้ที่อุณหภูมิ 55K

อ้างอิงจาก Physics World

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s