Süper iletkenlik


1900’lü yılların başından beri popülaritesini hiç kaybetmemiş çalışma alanlarından biri de süper iletkenliktir. Danimarkalı fizikçi K. Onnes, 1908 yılında, mutlak sıfırın birkaç derece üstündeki sıcaklıklarda civanın elektriksel direncini ölçerken 4,2 °K de direncin aniden sıfıra gittiğini gözledi. Daha sonra, bu mükemmel iletkenliğe keskin geçişin, başka metal ve alaşımlarda da olduğu bulundu ve bu olguya süper iletkenlik adı verildi.
Bir metal, özelliklerine bağlı olarak değişen ve geçiş sıcaklığı adı verilen belli bir sıcaklıkta süper iletken hale gelir. Elektrik akımı, yani elektronların akışı, iletken kablolar yardımıyla sağlanır. Fakat bu metal kabloların elektriksel dirençleri vardır ve akımın telden akması sırasında bu direnç nedeniyle enerjilerinin bir kısmı atık ısıya dönüşür.


Süper iletken malzemelerde ise neredeyse hiç elektriksel direnç yoktur. Dolayısıyla elektrik akımı bir süper iletkenden hiç enerji kaybına uğramadan akabilir. Bu da elektriğin kaynağından kullanılacağı yere taşınırken oluşan her türlü kaybın ortadan kalkması anlamına gelmektedir.

Süper iletkenleri tanımlarken yalnızca sıfır elektriksel dirence sahip olduklarını söylemek yetmez. Süper iletkenler aynı zamanda mükemmel diamagnetik özellikler gösteren maddelerdir. Yani bu süper iletken maddelerin manyetik alanı tamamen itecekleri anlamına gelir. Süper iletkenlerin bu özellikleri ilerleyen teknoloji yardımıyla günümüzde de bir çok kullanım alanı bulmuştur.


Örneğin hızlı trenler, kullanılan süper iletken mıknatıslar yardımıyla raylara temas etmeden hareket ettirilebilir ve sürtünmeden kaynaklı enerji ve hız kaybı oldukça azalır. Günümüzde Güney Kore, Japonya gibi bu teknolojiye sahip ülkeler ulaşım aracı olarak hızlı trenlere oldukça fazla rağbet göstermekte.

Süper iletkenlikte temel amaç geçiş sıcaklığı Tc yi yukarıya çekmektir. Ulaşılması güç olan sıcaklıklar yerine oda sıcaklığına yakın değerlerde süper iletim durumuna geçebilen kullanım alanı geniş malzemeler elde etmek için malzeme bilimciler, aralıksız olarak çalışmalarını sürdürmektedir. Bu nedenle Süper iletken sistemlere farklı elementler ilave edilmekte veya daha değişik kompozisyonlar hazırlanmaktadır.

Süper iletkenlik olgusunun kuramsal olarak açıklanması ise yüzyılımızın ortalarında John Bardeen, Leon Cooper ve John Schrieffer isimli üç Amerikalı fizikçi tarafından yapıldı ve bu çalışmaları onlara Nobel Ödülü kazandırdı…


Kaynakça:
www.biltek.tubitak.gov.tr
www.superconductors.org
The World Book Encyclopedia of Science, Physics Today, Chicago 1992
Superfluidity and Superconductivity, D. R. Tilley, Graduate Student Series in Physics, 1990

Yazıyaz Dergi'de yer alan tüm içeriğin her hakkı Yaziyaz.com'a aittir. İzinsiz kopyalanamaz ve yayınlanamaz.