Валерий Чолаков
Нобеловите награди (31) (Учени и открития (1901–1982))

Към текста

Метаданни

Данни

Включено в книгата
Година
(Пълни авторски права)
Форма
Документалистика
Жанр
Характеристика
  • Няма
Оценка
5,3 (× 3 гласа)

Информация

Сканиране
Диан Жон (2012 г.)
Разпознаване, корекция и форматиране
Ripcho (2013 г.)

Издание:

Валерий Чолакоа

Нобеловите награди. Учени и открития

Първо издание

Рецензенти: Азаря Поликаров, Юлиан Минков

Редактор: Цветан Старейшински

Художник: Марин Михайлов

Художествен редактор: Александър Хачатурян

Технически редактор: Борис Въжаров

Коректор: Айше Сеитова

Издателски № 7079. Дадена за набор на 4.I.1983 г. Подписана за печат на 19.IV.1983 г. Излязла м. май.

Печатни коли 20,50. Издателски коли 17,22. Условно-издателски коли 18,01. Формат 84×108/32. Тираж 10 110

Код 22/9531222411/1502–2–83.

Партиздат — София, бул. „В. И, Ленин“ №47

ДП „Д. Благоев“ — София, ул. „Н. Ракитин“ №2

© Валерий Чолаков, 1983, с/о Jusautor, Sofia

История

  1. — Добавяне

Свръхпроводимост

Изследванията при ниски температури, започнали първоначално с практически цели, а после за изолиране на газове и за изясняване на фазовите преходи във веществото, през нашия век доведоха до големи открития в науката. В 1908 г. холандският физик Хайке Камерлинг-Онес втечни хелия и се доближи на 1 градус от абсолютната нула. Разполагайки с такава техника, той реши да проведе обичайните физични експерименти с различните свойства на веществата. Той се зае с известната закономерност за увеличаване на електропроводимостта при понижаване на температурата. В 1911 г. най-изненадващо за себе си Камерлинг-Онес установи, че при температурата на течния хелий съпротивлението на живачен проводник внезапно спада милиони пъти и на практика изчезва. Това странно явление бе наречено свръхпроводимост. Откриването му направи голямо впечатление сред учените и още в 1913 г. Камерлинг-Онес получи Нобеловата награда по физика.

Откриването на свръхпроводимостта предизвика голям ентусиазъм и сред електротехниците. Възникваше перспективата за създаването на съвършени електрически машини. За съжаление обаче доста бързо стана ясно, че тези проекти са преждевременни. Пречка бе не само необходимостта да се охлаждат проводниците до свръхниски температури, но и обстоятелството, че силните магнитни полета водеха до изчезването на свръхпроводимостта. Едва в началото на 30-те години бяха открити сплави, които не се влияеха от магнитните полета.

По същото време Валтер Майснер и Р. Оксенфелд установиха, че магнитното поле не може да проникне вътре в свръхпроводник. Този интересен факт бе взет от теоретиците, за да послужи в създаването на теория за свръхпроводимостта. Първи постигнаха успех в тази насока братята Фриц и Хайнц Лондон.

В 1933 г., както още толкова много немски интелектуалци, двамата братя Лондон емигрираха от родната си Германия и отидоха в Оксфордския университет, за да работят в известната Кларендънска лаборатория. Там те създадоха макроскопичната теория на свръхпроводимостта. Тя описваше токовете и магнитните полета и показваше, че този феномен по своята същност е по-прост дори от обикновената електрическа проводимост.

Трябваше да минат още 20 години, за да се направи следващата решаваща стъпка. В 1957 г. група американски физици — Джон Бардийн, Леон Купър и Робърт Шрифър, най-накрая създадоха микроскопичната теория на свръхпроводимостта, която описва движението на самите електрони от гледна точка на квантовите представи.

Всъщност още в 1950 г. английският физик Херберт Фрьолюс, също немски емигрант от 30-те години, свърза свръхпроводимостта с т.нар. „електронно-фононно взаимодействие“. По същото време подобни идеи изказа и Бардийн в Илиной. Според тези представи електроните си взаимодействуват чрез колебанията на кристалната решетка. При свръхниски температури топлинните движения на веществото практически изчезват и тогава се проявяват слабите трептения на атомите, предизвикани от електроните. Тези трептения са подобни на звуковите вълни и освен това показват квантов характер, поради което в 1930 г. съветският учен Игор Там ги нарече фонони.

Следващата крачка към разбирането на свръхпроводимостта бе направена през 1956 г. от Леон Купър, също от Илинойския университет. Той установи, че при особеното състояние на силно охладеното вещество електроните се свързват на двойки, в резултат на обмена на фонони. Тази свързваща сила е много слаба и до работата на Купър никой не предполагаше, че тя може да има някакво значение.

Цялостната съвременна теория на свръхпроводимостта бе публикувана през 1957 г. от Бардийн, Купър и Джон Робърт Шрифър, още един физик от Илинойския университет. Тя обяснява това явление като движение на електрони през кристалната решетка, което много наподобява свръхфлуидността, разгледана от Ландау през 1940 г. Теорията обхваща също и електродинамичните и термодинамичните свойства на свръхпроводниците. За този голям успех в разкриването на едно сложно явление тримата изследователи получиха през 1972 г. Нобеловата награда по физика. За Джон Бардийн това бе второ пътуване до Стокхолм, тъй като в 1956 г. той бе получил вече веднъж Нобелова награда заедно с Шокли и Братейн за откриването на полупроводниците.