Cool a metal to near absolute zero, and its electrical resistance does not just drop. It vanishes. Electrons move without friction. A current started in a superconducting ring will flow forever. It is quantum mechanics operating on a human scale.
In April 1911, the Dutch physicist Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. ran an electrical current through a thread of mercury in a bath of liquid helium. He had spent years figuring out how to cool helium down to 4.2 Kelvin, just a few degrees above absolute zero. At 4.19 Kelvin, the electrical resistance in the mercury dropped abruptly. It did not slow to a fraction of its normal state. It went to zero. The mercury had become a perfect conductor.
Normally, electrons moving through a metal collide with the vibrating atoms of the crystal lattice. They scatter and lose energy as heat. This is a fundamental friction. It is the reason power lines sag on a hot day and why a computer processor requires a fan. But below a certain critical temperature, that friction ceases to exist. A current started in a superconducting ring will flow entirely unpowered. In laboratory experiments, scientists have kept currents looping continuously for years without measuring any decay in the voltage.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
This was not supposed to happen. Classical physics offered no mechanism for perfect conductivity. It took nearly half a century for physicists to realise that superconductivity is not a macroscopic quirk, but quantum mechanics manifesting at a visible scale.
The quantum fluid
In 1957, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Leon Cooper, and John Robert Schrieffer published a paper explaining the mechanics of the phenomenon. In a regular metal, electrons repel each other. But in a superconductor, the rules change. As an electron moves through the cold metal lattice, its negative charge slightly pulls the positive metal ions toward it. This slight bunching of the lattice creates a tiny, fleeting pocket of positive charge that attracts a second electron. The two electrons become coupled, forming a Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Once paired, the electrons stop acting as individual fermions and begin to behave as bosons. This shift in category allows them to condense into a single coordinated quantum state, sweeping through the metal lattice as a unified fluid. Because they are entangled in this vast choreography, a single atom vibrating in the lattice cannot knock an individual electron off course. To break the current, the lattice would have to disrupt the entire macroscopic fluid at once. In the ultra-cold environment, there simply is not enough thermal energy to break the bond. The electrons flow unimpeded.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
This quantum fluid also violently rejects magnetic fields, a phenomenon named the Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. When a material transitions into a superconducting state, it expels magnetic field lines from its interior, forcing them to route around the object. If you place a magnet over a flat superconductor, the expelled field lines push back, and the magnet levitates in mid-air, locked in a stable, frictionless cushion.
The ceramic breakthrough
For decades, the limitation of this physics was the temperature. The effect only appeared near absolute zero, requiring complex plumbing and expensive liquid helium to maintain. Superconductors were relegated to highly specialised laboratory equipment.
Then, in 1986, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. and Karl Müller, working at an IBM laboratory in Switzerland, tested a synthetic ceramic—a barium-lanthanum copper oxide. Ceramics are usually excellent insulators; they are used to wrap high-voltage transmission lines. But this ceramic became a superconductor at 35 Kelvin.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Within a year, other research teams found a yttrium-barium-copper oxide, often referred to as YBCO, that achieved zero resistance at 93 Kelvin. This was a critical threshold. It meant the material could be cooled with liquid nitrogen, which is cheap, easily handled, and boils at 77 Kelvin. These "high-temperature" cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. opened up practical engineering.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Today, superconducting wire is wound into the electromagnets of MRI machines, generating fields that would melt conventional copper. The Large Hadron Collider at CERN relies on ten thousand superconducting magnets to steer protons around its twenty-seven-kilometre ring. And superconducting circuits are the foundation of quantum computing, where the lack of electrical resistance helps maintain the delicate wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. of qubits long enough to perform calculations.
What we still don't know
We do not know how high-temperature superconductors actually work. The 1957 Bardeen-Cooper-Schrieffer theory perfectly models the behaviour of traditional superconductors like mercury, lead, and niobium. It completely fails to explain the cuprates. Decades after their discovery, the physics of how electrons form pairs in these complex, layered ceramics remains one of the major unsolved problems in condensed matter physics.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
We do not know what the upper temperature limit is. In recent years, researchers have achieved superconductivity near room temperature using hydrogen-rich compounds like lanthanum decahydride. But there is a catch: these hydrides only reach a superconducting state when crushed in a diamond anvil to pressures approaching those found at the centre of the Earth. An ambient-pressure, room-temperature superconductor remains entirely elusive.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
And we do not know if such a material is even physically possible. If it is, the stakes are immense. A true room-temperature superconductor would mean national power grids with zero transmission loss, lossless energy storage, and cheap, ubiquitous magnetic levitation.
Absolute zero is a quiet place where the usual rules of friction and entropy are suspended. We are still trying to drag that quietness up into the warmth of the everyday world.
1911年4月，荷兰物理学家Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다.将电流通过一根浸在液氦浴中的汞丝。为了将氦冷却至4.2开尔文——仅比绝对零度高出几度——他已耗费数年心血。在4.19开尔文时，汞中的电阻骤然下降，不是衰减至正常值的某个零头，而是直接归零。汞变成了一个完美的导体。
1957年，John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다.、利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗发表了一篇论文，阐明了这一现象的内在机制。在普通金属中，电子相互排斥。但在超导体中，规则发生了改变。当一个电子在冷却的金属晶格中运动时，其负电荷会轻微地将周围的正离子吸引过来。这种晶格的微小聚拢形成了一个短暂的正电荷口袋，进而吸引第二个电子。两个电子由此耦合，形成一个Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다.。
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
这股量子流体还会剧烈地排斥磁场，这一现象被称为Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.。当一种材料转变为超导态时，它会将磁力线从其内部驱逐出去，迫使磁力线绕行。若将一块磁铁置于平坦的超导体上方，被驱逐的磁力线向上施加反推力，磁铁便悬浮于空中，稳定地托举在一个无摩擦的磁垫之上。
直到1986年，Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다.和卡尔·米勒在IBM位于瑞士的实验室测试了一种合成陶瓷——钡镧铜氧化物。陶瓷通常是极佳的绝缘体，被用于包裹高压输电线。然而这种陶瓷在35开尔文时便成了超导体。
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
不到一年，其他研究团队便发现了钇钡铜氧化物——通常简称YBCO——它在93开尔文时实现了零电阻。这是一个关键门槛。这意味着该材料可以用液氮来冷却，而液氮价格低廉、易于操作，沸点为77开尔文。这些"高温"cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다.为实际工程应用打开了大门。
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
如今，超导线圈绕制成核磁共振仪的电磁铁，产生足以熔化普通铜线的强磁场。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机依靠一万个超导磁铁，将质子引导着绕行其二十七公里的环形轨道。超导电路也是量子计算的基础——正是由于没有电阻，量子比特那脆弱的wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다.才得以维持足够长的时间来完成运算。
Es suficiente enfriar un metal hasta casi el cero absoluto, y su resistencia eléctrica no solo cae. Desaparece. Los electrones se desplazan sin rozamiento. Una corriente iniciada en un anillo superconductor fluirá para siempre. Es la mecánica cuántica operando a escala humana.
En abril de 1911, el físico neerlandés Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. hizo pasar una corriente eléctrica por un hilo de mercurio sumergido en un baño de helio líquido. Había dedicado años a descifrar cómo enfriar el helio hasta 4,2 Kelvin, apenas unos pocos grados por encima del cero absoluto. A 4,19 Kelvin, la resistencia eléctrica del mercurio cayó de golpe. No se redujo a una fracción de su estado normal. Llegó a cero. El mercurio se había convertido en un conductor perfecto.
En condiciones normales, los electrones que se desplazan a través de un metal colisionan con los átomos vibrantes de la red cristalina. Se dispersan y pierden energía en forma de calor. Esta es una fricción fundamental. Es la razón por la que los cables de alta tensión se comban en los días calurosos y por la que un procesador de ordenador necesita un ventilador. Pero por debajo de cierta temperatura crítica, esa fricción deja de existir. Una corriente iniciada en un anillo superconductor fluirá sin ninguna fuente de alimentación. En experimentos de laboratorio, los científicos han mantenido corrientes circulando de forma continua durante años sin detectar ninguna caída de tensión.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
Nada de esto debería ocurrir. La física clásica no ofrecía ningún mecanismo para la conductividad perfecta. Les llevó a los físicos casi medio siglo comprender que la superconductividad no es una rareza macroscópica, sino la mecánica cuántica manifestándose a escala visible.
El fluido cuántico
En 1957, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Leon Cooper y John Robert Schrieffer publicaron un artículo que explicaba la mecánica del fenómeno. En un metal ordinario, los electrones se repelen entre sí. Pero en un superconductor, las reglas cambian. A medida que un electrón avanza por la fría red metálica, su carga negativa atrae ligeramente hacia sí a los iones positivos del metal. Ese ligero apiñamiento de la red crea una minúscula y fugaz bolsa de carga positiva que, a su vez, atrae a un segundo electrón. Los dos electrones quedan acoplados, formando un Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Una vez emparejados, los electrones dejan de comportarse como fermiones individuales y empiezan a actuar como bosones. Este cambio de categoría les permite condensarse en un único estado cuántico coordinado, recorriendo la red metálica como un fluido unificado. Al estar entrelazados en esta vasta coreografía, el vibrar de un solo átomo en la red no puede desviar a ningún electrón de su camino. Para interrumpir la corriente, la red tendría que perturbar de golpe el fluido macroscópico entero. En el entorno ultrafío, no existe suficiente energía térmica para romper el vínculo. Los electrones fluyen sin obstáculos.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Este fluido cuántico también rechaza con violencia los campos magnéticos, fenómeno que recibe el nombre de Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. Cuando un material entra en estado superconductor, expulsa las líneas de campo magnético de su interior, obligándolas a rodear el objeto. Si se coloca un imán sobre un superconductor plano, las líneas de campo expulsadas empujan hacia atrás y el imán levita en el aire, suspendido sobre un colchón estable y sin rozamiento.
El avance de las cerámicas
Durante décadas, la limitación de esta física fue la temperatura. El efecto solo aparecía cerca del cero absoluto, lo que exigía tuberías complejas y helio líquido costoso para mantener las condiciones. Los superconductores quedaron confinados a equipos de laboratorio de altísima especialización.
Entonces, en 1986, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. y Karl Müller, trabajando en un laboratorio de IBM en Suiza, probaron una cerámica sintética: un óxido de bario, lantano y cobre. Las cerámicas son habitualmente excelentes aislantes; se usan para envolver líneas de transmisión de alta tensión. Pero esta cerámica se convirtió en superconductora a 35 Kelvin.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
En menos de un año, otros equipos de investigación encontraron un óxido de itrio, bario y cobre, conocido habitualmente como YBCO, que alcanzaba la resistencia cero a 93 Kelvin. Este fue un umbral decisivo. Significaba que el material podía enfriarse con nitrógeno líquido, que es barato, fácil de manejar y hierve a 77 Kelvin. Estos cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. de «alta temperatura» abrieron la puerta a la ingeniería práctica.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Hoy en día, el cable superconductor se enrolla en los electroimanes de las máquinas de resonancia magnética, generando campos que fundiría el cobre convencional. El Gran Colisionador de Hadrones del CERN se apoya en diez mil imanes superconductores para guiar protones a lo largo de su anillo de veintisiete kilómetros. Y los circuitos superconductores son los cimientos de la computación cuántica, donde la ausencia de resistencia eléctrica contribuye a preservar la delicada wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. de los cúbits el tiempo suficiente para realizar cálculos.
Lo que aún no sabemos
No sabemos cómo funcionan realmente los superconductores de alta temperatura. La teoría de Bardeen-Cooper-Schrieffer de 1957 modela a la perfección el comportamiento de los superconductores tradicionales, como el mercurio, el plomo y el niobio. Fracasa por completo a la hora de explicar los cupratos. Décadas después de su descubrimiento, la física que gobierna la formación de pares de electrones en estas complejas cerámicas en capas sigue siendo uno de los grandes problemas sin resolver de la física de la materia condensada.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
No sabemos cuál es el límite superior de temperatura. En los últimos años, los investigadores han logrado superconductividad cerca de la temperatura ambiente usando compuestos ricos en hidrógeno, como el decahidruro de lantano. Pero hay un inconveniente: estos hidruros solo alcanzan el estado superconductor cuando se comprimen en un yunque de diamante hasta presiones cercanas a las que reinan en el centro de la Tierra. Un superconductor a presión y temperatura ambientes sigue siendo completamente esquivo.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
Y no sabemos si semejante material es siquiera físicamente posible. Si lo fuera, lo que está en juego es inmenso. Un verdadero superconductor a temperatura ambiente significaría redes eléctricas nacionales sin pérdidas de transmisión, almacenamiento de energía sin pérdidas y levitación magnética barata y ubicua.
El cero absoluto es un lugar silencioso donde las reglas habituales de la fricción y la entropía quedan en suspenso. Seguimos intentando arrastrar ese silencio hacia el calor del mundo cotidiano.
Le refroidissement d'un métal aux abords du zéro absolu ne fait pas que réduire sa résistance électrique. Elle s'évanouit. Les électrons se déplacent sans frottement. Un courant lancé dans un anneau supraconducteur coulera pour toujours. La mécanique quantique à l'échelle humaine.
En avril 1911, le physicien néerlandais Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. fit passer un courant électrique dans un fil de mercure plongé dans un bain d'hélium liquide. Il avait consacré des années à maîtriser le refroidissement de l'hélium jusqu'à 4,2 kelvins, à quelques degrés à peine du zéro absolu. À 4,19 kelvins, la résistance électrique du mercure chuta brutalement. Elle ne diminua pas pour atteindre une fraction de son état normal. Elle tomba à zéro. Le mercure était devenu un conducteur parfait.
En temps ordinaire, les électrons qui traversent un métal entrent en collision avec les atomes vibrants du réseau cristallin. Ils se dispersent et perdent leur énergie sous forme de chaleur. C'est là une friction fondamentale. C'est la raison pour laquelle les lignes à haute tension s'affaissent par les grandes chaleurs, et pourquoi un processeur d'ordinateur nécessite un ventilateur. Mais en dessous d'une certaine température critique, cette friction cesse d'exister. Un courant amorcé dans un anneau supraconducteur circulera sans jamais avoir besoin d'être alimenté. Dans des expériences de laboratoire, des scientifiques ont maintenu des courants en boucle continue pendant des années sans détecter la moindre décroissance de la tension.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
Rien de tout cela n'était censé se produire. La physique classique n'offrait aucun mécanisme permettant d'expliquer une conductivité parfaite. Il fallut attendre près d'un demi-siècle pour que les physiciens comprennent que la supraconductivité n'est pas une bizarrerie macroscopique, mais la manifestation de la mécanique quantique à une échelle visible.
Le fluide quantique
En 1957, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Leon Cooper et John Robert Schrieffer publièrent un article expliquant les mécanismes du phénomène. Dans un métal ordinaire, les électrons se repoussent mutuellement. Mais dans un supraconducteur, les règles changent. Lorsqu'un électron se déplace dans le réseau métallique refroidi, sa charge négative attire légèrement vers lui les ions métalliques positifs. Ce léger resserrement du réseau crée une minuscule poche de charge positive, fugace, qui attire un second électron. Les deux électrons se couplent alors, formant une Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Une fois appariés, les électrons cessent de se comporter comme des fermions individuels et commencent à se comporter comme des bosons. Ce changement de catégorie leur permet de se condenser en un seul état quantique coordonné, traversant le réseau métallique comme un fluide unifié. Parce qu'ils sont enchevêtrés dans cette vaste chorégraphie, un seul atome vibrant dans le réseau ne peut dévier un électron individuel de sa trajectoire. Pour briser le courant, le réseau devrait perturber l'intégralité du fluide macroscopique d'un seul coup. Dans l'environnement ultra-froid, il n'y a tout simplement pas assez d'énergie thermique pour rompre le lien. Les électrons circulent sans entrave.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Ce fluide quantique rejette également avec force les champs magnétiques — un phénomène baptisé Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. Lorsqu'un matériau passe à l'état supraconducteur, il expulse les lignes de champ magnétique de son intérieur, les forçant à contourner l'objet. Si l'on place un aimant au-dessus d'un supraconducteur plat, les lignes de champ expulsées repoussent l'aimant, qui lévite dans les airs, maintenu sur un coussin stable et sans friction.
La percée céramique
Pendant des décennies, la limitation de cette physique fut la température. L'effet n'apparaissait qu'au voisinage du zéro absolu, nécessitant des circuits complexes et de l'hélium liquide onéreux pour être maintenu. Les supraconducteurs se trouvèrent relégués aux équipements de laboratoire les plus spécialisés.
Puis, en 1986, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. et Karl Müller, travaillant dans un laboratoire IBM en Suisse, testèrent une céramique de synthèse — un oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Les céramiques sont habituellement d'excellents isolants ; on les utilise pour gainer les lignes à haute tension. Or cette céramique-là devint supraconductrice à 35 kelvins.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
En moins d'un an, d'autres équipes de recherche découvrirent un oxyde de cuivre, d'yttrium et de baryum — souvent désigné sous le nom de YBCO — atteignant la résistance nulle à 93 kelvins. Ce fut un seuil décisif. Cela signifiait que le matériau pouvait être refroidi à l'azote liquide, bon marché, facile à manipuler, dont le point d'ébullition se situe à 77 kelvins. Ces cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. à « haute température » ouvrirent la voie à l'ingénierie pratique.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Aujourd'hui, le fil supraconducteur est bobiné dans les électroaimants des appareils d'IRM, générant des champs qui fondraient le cuivre conventionnel. Le Grand collisionneur de hadrons du CERN s'appuie sur dix mille aimants supraconducteurs pour guider les protons le long de son anneau de vingt-sept kilomètres. Et les circuits supraconducteurs constituent le fondement de l'informatique quantique, où l'absence de résistance électrique aide à préserver la délicate wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. des qubits suffisamment longtemps pour effectuer des calculs.
Ce que nous ignorons encore
Nous ne savons pas comment fonctionnent réellement les supraconducteurs à haute température. La théorie de Bardeen-Cooper-Schrieffer de 1957 modélise parfaitement le comportement des supraconducteurs traditionnels tels que le mercure, le plomb et le niobium. Elle est totalement impuissante à expliquer les cuprates. Des décennies après leur découverte, la physique de la formation des paires d'électrons dans ces céramiques complexes en couches demeure l'un des grands problèmes non résolus de la physique de la matière condensée.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Nous ne savons pas quelle est la limite supérieure de température. Ces dernières années, des chercheurs ont obtenu la supraconductivité à des températures proches de l'ambiante en utilisant des composés riches en hydrogène, comme le décahydrure de lanthane. Mais il y a un piège : ces hydrures n'atteignent l'état supraconducteur que lorsqu'ils sont écrasés dans une enclume de diamant sous des pressions avoisinant celles qui règnent au centre de la Terre. Un supraconducteur fonctionnant à pression et à température ambiantes reste entièrement hors de portée.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
Et nous ne savons pas si un tel matériau est même physiquement possible. S'il l'est, les enjeux sont immenses. Un véritable supraconducteur à température ambiante signifierait des réseaux électriques nationaux sans pertes en ligne, un stockage d'énergie sans déperdition, et une lévitation magnétique bon marché et généralisée.
Le zéro absolu est un lieu de silence où les règles ordinaires de la friction et de l'entropie sont suspendues. Nous cherchons encore à porter cette tranquillité jusqu'à la chaleur du monde quotidien.
Dinginkan logam hingga mendekati nol mutlak, dan resistansi listriknya tidak sekadar turun. Ia lenyap. Elektron bergerak tanpa gesekan. Arus yang dimulai dalam cincin superkonduktor akan mengalir selamanya. Inilah mekanika kuantum yang bekerja pada skala manusia.
Pada April 1911, fisikawan Belanda Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. mengalirkan arus listrik melalui seutas benang merkuri dalam sebuah bak helium cair. Ia telah menghabiskan bertahun-tahun untuk menemukan cara mendinginkan helium hingga 4,2 Kelvin, hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Pada 4,19 Kelvin, resistansi listrik dalam merkuri itu turun secara tiba-tiba. Ia tidak melambat hingga sebagian kecil dari kondisi normalnya. Ia turun ke nol. Merkuri itu telah menjadi konduktor sempurna.
Dalam keadaan normal, elektron yang bergerak melalui logam bertumbukan dengan atom-atom yang bergetar dari kisi kristal. Mereka terhambur dan kehilangan energi sebagai panas. Inilah gesekan yang paling mendasar. Inilah sebabnya kabel listrik melorot di hari yang panas dan mengapa prosesor komputer membutuhkan kipas. Namun di bawah suhu kritis tertentu, gesekan itu berhenti ada. Arus yang dimulai dalam sebuah cincin superkonduktor akan mengalir sepenuhnya tanpa tenaga. Dalam eksperimen laboratorium, para ilmuwan telah menjaga arus berputar terus-menerus selama bertahun-tahun tanpa mendeteksi sedikit pun peluruhan tegangan.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
Ini seharusnya tidak terjadi. Fisika klasik tidak menawarkan mekanisme apa pun untuk konduktivitas sempurna. Dibutuhkan hampir setengah abad bagi para fisikawan untuk menyadari bahwa superkonduktivitas bukanlah keanehan makroskopik, melainkan mekanika kuantum yang memanifestasikan dirinya pada skala yang kasat mata.
Fluida kuantum
Pada 1957, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Leon Cooper, dan John Robert Schrieffer menerbitkan sebuah makalah yang menjelaskan mekanisme fenomena ini. Dalam logam biasa, elektron-elektron saling tolak-menolak. Namun dalam superkonduktor, aturannya berubah. Saat sebuah elektron bergerak melalui kisi logam yang dingin, muatan negatifnya sedikit menarik ion-ion logam positif ke arahnya. Pengelompokan kisi yang kecil ini menciptakan kantong muatan positif yang sekilas dan mungil, yang menarik elektron kedua. Kedua elektron itu pun berpasangan, membentuk sebuah Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Setelah berpasangan, elektron-elektron itu berhenti bertindak sebagai fermion individual dan mulai berperilaku sebagai boson. Pergeseran kategori ini memungkinkan mereka berkondensasi ke dalam satu keadaan kuantum yang terkoordinasi, menyapu kisi logam sebagai fluida yang menyatu. Karena mereka terjerat dalam koreografi luas ini, satu atom yang bergetar di dalam kisi tidak mampu menggoyahkan satu elektron dari jalurnya. Untuk memutus arus, kisi tersebut harus mengganggu seluruh fluida makroskopik sekaligus. Dalam lingkungan yang ultra-dingin, tidak ada cukup energi termal untuk memutus ikatan itu. Elektron-elektron mengalir tanpa hambatan.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Fluida kuantum ini juga menolak medan magnet dengan keras, sebuah fenomena yang dinamai Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. Ketika suatu material bertransisi ke keadaan superkonduktif, ia mengusir garis-garis medan magnet dari interiornya, memaksanya melingkar di sekeliling objek tersebut. Jika Anda meletakkan sebuah magnet di atas superkonduktor datar, garis-garis medan yang terusir itu mendorong balik, dan magnet itu melayang di udara, terkunci di atas bantalan yang stabil dan tanpa gesekan.
Terobosan keramik
Selama beberapa dekade, keterbatasan fisika ini berkisar pada soal suhu. Efek ini hanya muncul mendekati nol mutlak, memerlukan sistem perpipaan yang rumit dan helium cair yang mahal untuk dipertahankan. Superkonduktor pun terbatas pada peralatan laboratorium yang sangat terspesialisasi.
Kemudian, pada 1986, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. dan Karl Müller, yang bekerja di sebuah laboratorium IBM di Swiss, menguji sebuah keramik sintetis—barium-lantanum tembaga oksida. Keramik biasanya merupakan isolator yang sangat baik; ia digunakan untuk membungkus kabel transmisi tegangan tinggi. Namun keramik ini menjadi superkonduktor pada 35 Kelvin.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Dalam waktu setahun, tim-tim penelitian lain menemukan yttrium-barium-tembaga oksida, yang lazim disebut YBCO, yang mencapai resistansi nol pada 93 Kelvin. Ini adalah ambang batas yang menentukan. Artinya, material tersebut dapat didinginkan dengan nitrogen cair, yang murah, mudah ditangani, dan mendidih pada 77 Kelvin. cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. "suhu tinggi" ini membuka pintu bagi rekayasa praktis.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Saat ini, kawat superkonduktor digulung menjadi elektromagnet mesin MRI, menghasilkan medan yang akan melelehkan tembaga konvensional. Large Hadron Collider di CERN mengandalkan sepuluh ribu magnet superkonduktor untuk mengarahkan proton mengelilingi cincinnya yang sepanjang dua puluh tujuh kilometer. Dan sirkuit superkonduktor adalah fondasi komputasi kuantum, di mana ketiadaan resistansi listrik membantu mempertahankan wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. qubit yang rapuh cukup lama untuk melakukan perhitungan.
Yang masih belum kita ketahui
Kita tidak tahu bagaimana superkonduktor suhu tinggi sebenarnya bekerja. Teori Bardeen-Cooper-Schrieffer 1957 memodelkan perilaku superkonduktor tradisional seperti merkuri, timbal, dan niobium secara sempurna. Namun teori itu gagal total menjelaskan cuprates. Beberapa dekade setelah penemuan mereka, fisika tentang bagaimana elektron membentuk pasangan dalam keramik berlapis yang kompleks ini tetap menjadi salah satu masalah besar yang belum terpecahkan dalam fisika materi terkondensasi.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Kita tidak tahu berapa batas suhu tertingginya. Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah mencapai superkonduktivitas mendekati suhu kamar menggunakan senyawa kaya hidrogen seperti lantanum dekahidrida. Namun ada kendalanya: hidrida ini hanya mencapai keadaan superkonduktif ketika dihimpit dalam landasan berlian hingga tekanan yang mendekati tekanan di pusat Bumi. Superkonduktor suhu kamar pada tekanan ambien tetap sepenuhnya sulit terwujud.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
Dan kita tidak tahu apakah material semacam itu bahkan secara fisik dimungkinkan. Jika memang ada, taruhannya sangat besar. Superkonduktor suhu kamar yang sejati akan berarti jaringan listrik nasional tanpa kehilangan transmisi sedikit pun, penyimpanan energi tanpa rugi, dan levitasi magnetik yang murah serta ada di mana-mana.
Nol mutlak adalah tempat yang sunyi, tempat di mana aturan-aturan gesekan dan entropi yang biasa ditangguhkan. Kita masih berusaha menarik kesunyian itu ke atas—menuju kehangatan dunia sehari-hari.
Resfrie um metal a temperaturas próximas do zero absoluto, e sua resistência elétrica não simplesmente cai. Ela desaparece. Elétrons se movem sem atrito. Uma corrente iniciada num anel supercondutor fluirá para sempre. É a mecânica quântica operando na escala humana.
Em abril de 1911, o físico holandês Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. fez passar uma corrente elétrica por um fio de mercúrio imerso num banho de hélio líquido. Havia passado anos descobrindo como resfriar o hélio até 4,2 Kelvin, apenas alguns graus acima do zero absoluto. A 4,19 Kelvin, a resistência elétrica do mercúrio caiu abruptamente. Não se reduziu a uma fração de seu estado normal. Foi a zero. O mercúrio havia se tornado um condutor perfeito.
Normalmente, os elétrons que se movem por um metal colidem com os átomos vibrantes da rede cristalina. Eles se dispersam e perdem energia na forma de calor. Trata-se de um atrito fundamental. É por isso que os cabos de transmissão afrouxam num dia quente e que um processador de computador precisa de um ventilador. Mas abaixo de uma certa temperatura crítica, esse atrito deixa de existir. Uma corrente iniciada num anel supercondutor fluirá inteiramente sem nenhuma fonte de energia. Em experimentos de laboratório, cientistas mantiveram correntes circulando continuamente por anos sem registrar nenhum decaimento na tensão.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
Aquilo não deveria acontecer. A física clássica não oferecia nenhum mecanismo para a condutividade perfeita. Levou quase meio século para que os físicos compreendessem que a supercondutividade não é uma peculiaridade macroscópica, mas a mecânica quântica manifestando-se numa escala visível.
O fluido quântico
Em 1957, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Leon Cooper e John Robert Schrieffer publicaram um artigo explicando a mecânica do fenômeno. Num metal comum, os elétrons se repelem. Mas num supercondutor, as regras mudam. À medida que um elétron se move pela rede metálica fria, sua carga negativa atrai levemente os íons metálicos positivos em sua direção. Esse leve adensamento da rede cria uma minúscula e fugaz bolsa de carga positiva que atrai um segundo elétron. Os dois elétrons ficam acoplados, formando um Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Uma vez emparelhados, os elétrons deixam de agir como férmions individuais e passam a se comportar como bósons. Essa mudança de categoria lhes permite condensar-se num único estado quântico coordenado, varrendo a rede metálica como um fluido unificado. Por estarem entrelaçados nessa vasta coreografia, um único átomo vibrando na rede não consegue desviar um elétron individual de sua trajetória. Para interromper a corrente, a rede teria de perturbar o fluido macroscópico inteiro de uma só vez. No ambiente ultrafrio, simplesmente não há energia térmica suficiente para romper o vínculo. Os elétrons fluem sem impedimento.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Esse fluido quântico também rejeita vigorosamente os campos magnéticos, fenômeno denominado Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. Quando um material passa para o estado supercondutor, ele expele as linhas de campo magnético de seu interior, forçando-as a contornar o objeto. Se você colocar um ímã sobre um supercondutor plano, as linhas de campo expulsas empurram de volta, e o ímã levita no ar, suspenso numa almofada estável e sem atrito.
O avanço das cerâmicas
Durante décadas, a limitação dessa física foi a temperatura. O efeito só aparecia próximo ao zero absoluto, exigindo infraestrutura complexa e hélio líquido dispendioso para sua manutenção. Os supercondutores ficaram relegados a equipamentos de laboratório altamente especializados.
Então, em 1986, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. e Karl Müller, trabalhando num laboratório da IBM na Suíça, testaram uma cerâmica sintética — um óxido de cobre bário-lantânio. As cerâmicas são geralmente excelentes isolantes; são usadas para revestir linhas de transmissão de alta tensão. Mas essa cerâmica tornou-se supercondutora a 35 Kelvin.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Em menos de um ano, outras equipes de pesquisa descobriram um óxido de ítrio-bário-cobre, frequentemente referido como YBCO, que atingia resistência zero a 93 Kelvin. Esse era um limiar crítico. Significava que o material podia ser resfriado com nitrogênio líquido, que é barato, de fácil manuseio e evapora a 77 Kelvin. Esses cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. de "alta temperatura" abriram caminho para aplicações práticas de engenharia.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Hoje, fios supercondutores são enrolados nos eletroímãs das máquinas de ressonância magnética, gerando campos que derreteriam o cobre convencional. O Grande Colisor de Hádrons do CERN depende de dez mil ímãs supercondutores para guiar prótons ao longo de seu anel de vinte e sete quilômetros. E os circuitos supercondutores são a base da computação quântica, onde a ausência de resistência elétrica ajuda a manter a delicada wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. dos qubits por tempo suficiente para realizar cálculos.
O que ainda não sabemos
Não sabemos como os supercondutores de alta temperatura realmente funcionam. A teoria de Bardeen-Cooper-Schrieffer de 1957 modela perfeitamente o comportamento dos supercondutores tradicionais como mercúrio, chumbo e nióbio. Ela falha completamente ao tentar explicar os cuprates. Décadas após sua descoberta, a física de como os elétrons formam pares nessas cerâmicas complexas e em camadas permanece um dos grandes problemas em aberto da física da matéria condensada.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Não sabemos qual é o limite superior de temperatura. Nos últimos anos, pesquisadores alcançaram a supercondutividade próxima à temperatura ambiente usando compostos ricos em hidrogênio, como o decaidreto de lantânio. Mas há um porém: esses hidretos só atingem o estado supercondutor quando comprimidos numa bigorna de diamante a pressões próximas às encontradas no centro da Terra. Um supercondutor à pressão ambiente e à temperatura ambiente permanece inteiramente ilusório.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
E não sabemos se tal material é sequer fisicamente possível. Se for, o que está em jogo é imenso. Um supercondutor verdadeiramente à temperatura ambiente significaria redes elétricas nacionais com zero perda de transmissão, armazenamento de energia sem perdas e levitação magnética barata e ubíqua.
O zero absoluto é um lugar silencioso onde as regras usuais de atrito e entropia são suspensas. Ainda estamos tentando trazer essa quietude para o calor do mundo cotidiano.
Охладите металл почти до абсолютного нуля — и его электрическое сопротивление не просто упадёт. Оно исчезнет. Электроны движутся без трения. Ток, запущенный в сверхпроводящем кольце, будет течь вечно. Это квантовая механика, действующая в человеческом масштабе.
В апреле 1911 года нидерландский физик Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. пропустил электрический ток через нить ртути, погружённую в ванну с жидким гелием. Он потратил годы на то, чтобы научиться охлаждать гелий до 4,2 кельвина — всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. При 4,19 кельвина электрическое сопротивление ртути резко упало. Не снизилось до ничтожной доли от нормального значения. Оно обратилось в нуль. Ртуть стала идеальным проводником.
В обычных условиях электроны, движущиеся сквозь металл, сталкиваются с колеблющимися атомами кристаллической решётки. Они рассеиваются и теряют энергию в виде тепла. Это фундаментальное трение. Именно из-за него провода линий электропередачи провисают в жаркий день и процессор компьютера нуждается в вентиляторе. Но ниже определённой критической температуры это трение перестаёт существовать. Ток, однажды запущенный в сверхпроводящем кольце, будет течь без какого-либо источника питания. В лабораторных экспериментах учёным удавалось поддерживать непрерывную циркуляцию тока годами, не фиксируя никакого затухания напряжения.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
Этого не должно было происходить. Классическая физика не предлагала никакого механизма для идеальной проводимости. Потребовалось почти полвека, чтобы физики осознали: сверхпроводимость — не макроскопическая причуда, а квантовая механика, проявляющая себя на видимом масштабе.
Квантовая жидкость
В 1957 году John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Леон Купер и Джон Роберт Шриффер опубликовали статью, объясняющую механику этого явления. В обычном металле электроны отталкиваются друг от друга. Но в сверхпроводнике правила меняются. Когда электрон движется сквозь холодную металлическую решётку, его отрицательный заряд слегка притягивает к себе положительные ионы металла. Это незначительное уплотнение решётки создаёт крошечный, мимолётный очаг положительного заряда, который притягивает второй электрон. Два электрона связываются, образуя Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Вступив в пару, электроны перестают вести себя как отдельные фермионы и начинают вести себя как бозоны. Эта смена категории позволяет им конденсироваться в единое согласованное квантовое состояние и проноситься сквозь металлическую решётку как единая жидкость. Поскольку они вплетены в эту грандиозную хореографию, отдельный колеблющийся атом решётки не в состоянии сбить с курса отдельный электрон. Чтобы прервать ток, решётка должна была бы разрушить всю макроскопическую жидкость разом. В условиях сверхнизких температур просто не хватает тепловой энергии, чтобы разорвать эту связь. Электроны текут беспрепятственно.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Эта квантовая жидкость также яростно отвергает магнитные поля — явление, получившее название Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. Когда вещество переходит в сверхпроводящее состояние, оно выталкивает силовые линии магнитного поля из своего нутра, вынуждая их огибать объект снаружи. Если положить магнит на плоский сверхпроводник, вытесненные силовые линии оттолкнут его обратно, и магнит зависнет в воздухе — зафиксированный на стабильной, лишённой трения подушке.
Прорыв керамики
На протяжении десятилетий ограничением этой физики оставалась температура. Эффект проявлялся лишь вблизи абсолютного нуля, требуя сложной системы охлаждения и дорогостоящего жидкого гелия. Сверхпроводники были уделом узкоспециализированного лабораторного оборудования.
Затем, в 1986 году, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. и Карл Мюллер, работавшие в лаборатории IBM в Швейцарии, испытали синтетическую керамику — оксид бария, лантана и меди. Керамика, как правило, является отличным изолятором; именно ею оборачивают высоковольтные линии электропередачи. Но эта керамика стала сверхпроводником уже при 35 кельвинах.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
В течение года другие исследовательские группы обнаружили оксид иттрия, бария и меди — известный как YBCO, — достигающий нулевого сопротивления при 93 кельвинах. Это оказалось критическим порогом. Он означал, что материал можно охлаждать жидким азотом, который дёшев, прост в обращении и кипит при 77 кельвинах. Эти «высокотемпературные» cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. открыли двери к практической инженерии.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Сегодня сверхпроводящая проволока намотана в электромагниты МРТ-аппаратов, создающих поля, которые расплавили бы обычную медь. Большой адронный коллайдер в ЦЕРН опирается на десять тысяч сверхпроводящих магнитов, удерживающих протоны на траектории двадцатисемикилометрового кольца. А сверхпроводящие схемы составляют основу квантовых вычислений, где отсутствие электрического сопротивления помогает сохранять хрупкую wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. кубитов достаточно долго для проведения расчётов.
Что нам по-прежнему неизвестно
Мы не знаем, как именно работают высокотемпературные сверхпроводники. Теория Бардина — Купера — Шриффера 1957 года безупречно описывает поведение традиционных сверхпроводников — ртути, свинца, ниобия. Но она полностью несостоятельна перед купратами. Спустя десятилетия после их открытия физика того, как электроны образуют пары в этих сложных слоистых керамиках, остаётся одной из главных нерешённых задач физики конденсированного состояния.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Мы не знаем, каков верхний температурный предел. В последние годы исследователям удалось достичь сверхпроводимости вблизи комнатной температуры с использованием богатых водородом соединений — таких как декагидрид лантана. Но есть оговорка: эти гидриды переходят в сверхпроводящее состояние лишь при сжатии в алмазной наковальне до давлений, сопоставимых с теми, что царят в центре Земли. Сверхпроводник, работающий при комнатной температуре и атмосферном давлении, по-прежнему ускользает от нас.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
И мы не знаем, возможно ли такое вещество в принципе. Если да — ставки огромны. Истинный сверхпроводник, работающий при комнатной температуре, означал бы национальные энергосети без потерь при передаче, безущербное хранение энергии и дешёвую, повсеместную магнитную левитацию.
Абсолютный нуль — тихое место, где привычные законы трения и энтропии приостановлены. Мы всё ещё пытаемся перенести эту тишину в тепло обыденного мира.
1911年4月、オランダの物理学者Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다.は、液体ヘリウムの浴槽に浸した水銀の細糸に電流を流した。絶対零度のわずか数度上、4.2ケルビンまでヘリウムを冷却する方法を見つけ出すのに、彼は長年を費やしていた。4.19ケルビンに達したとき、水銀の電気抵抗が突然消えた。通常の状態のほんのわずかに落ちたのではない。ゼロになったのだ。水銀は完全な導体と化していた。
1957年、John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다.、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーの三人は、この現象のメカニズムを解明した論文を発表した。通常の金属では、電子同士は反発し合う。しかし超伝導体では、その法則が変わる。電子が冷たい金属格子の中を移動するとき、その負電荷が周囲の正の金属イオンをわずかに引き寄せる。この格子のわずかな収縮が、小さく束の間の正電荷の集積を生み出し、第二の電子を引き寄せる。こうして二つの電子が結合し、Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다.を形成する。
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
この量子流体はまた、磁場を激しく排除する。Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.と呼ばれる現象だ。物質が超伝導状態に転移すると、内部から磁力線を追い出し、物体の周囲へと迂回させる。平らな超伝導体の上に磁石を置くと、追い出された磁力線が押し返し、磁石は宙に浮く——安定した、摩擦のない磁場のクッションに固定されたまま。
そして1986年、スイスのIBM研究所に勤めていたJohannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다.とカール・ミュラーが、合成セラミックス——バリウム・ランタン銅酸化物——を試験した。セラミックスは通常、優れた絶縁体だ。高圧送電線を覆うために使われている。しかしこのセラミックスは35ケルビンで超伝導体になった。
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
一年も経たないうちに、他の研究チームがYBCOと通称されるイットリウム・バリウム銅酸化物を発見し、93ケルビンでゼロ抵抗を実現した。これは決定的な閾値だった。液体窒素で冷却できることを意味したからだ——液体窒素は安価で扱いやすく、77ケルビンで沸騰する。こうした「高温」cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다.が、実用的なエンジニアリングへの扉を開いた。
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
今日、超伝導線はMRI装置の電磁石に巻かれ、通常の銅では溶けてしまうほどの強力な磁場を生み出している。CERNの大型ハドロン衝突型加速器は、一万本の超伝導磁石を使って、全周27キロメートルのリングを陽子に走らせている。そして超伝導回路は量子コンピュータの基盤となっており、電気抵抗のなさが量子ビットの繊細なwavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다.を十分長く保ち、計算の実行を可能にしている。
शून्य के करीब किसी धातु को ठंडा करो, और उसका विद्युत प्रतिरोध बस कम नहीं होता — मिट जाता है। इलेक्ट्रॉन बिना किसी घर्षण के बहते हैं। एक अतिचालक कुंडली में शुरू की गई धारा अनंत काल तक प्रवाहित होती रहेगी। यह क्वांटम यांत्रिकी है — मानवीय पैमाने पर घटित होती हुई।
अप्रैल 1911 में, डच भौतिकशास्त्री Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. ने तरल हीलियम के एक पात्र में पारे के एक तार से विद्युत धारा प्रवाहित की। उन्होंने हीलियम को 4.2 केल्विन तक — परम शून्य से मात्र कुछ अंश ऊपर — ठंडा करने की विधि खोजने में वर्षों लगाए थे। 4.19 केल्विन पर, पारे का विद्युत प्रतिरोध अचानक गिर गया। वह घटकर अपनी सामान्य अवस्था का एक अंश नहीं रहा। वह शून्य हो गया। पारा एक परिपूर्ण चालक बन गया था।
सामान्यतः, किसी धातु से गुज़रते इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल जालक के कंपायमान परमाणुओं से टकराते हैं। वे बिखरते हैं और ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में खो देते हैं। यह एक मूलभूत घर्षण है। इसी कारण गर्म दिनों में बिजली के तार ढीले पड़ जाते हैं और कंप्यूटर प्रोसेसर को पंखे की आवश्यकता होती है। लेकिन एक निश्चित क्रांतिक ताप के नीचे, यह घर्षण समाप्त हो जाता है। एक अतिचालक वलय में शुरू की गई धारा बिना किसी शक्ति के प्रवाहित होती रहती है। प्रयोगशाला प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने वोल्टेज में कोई क्षय मापे बिना वर्षों तक धाराओं को लगातार चक्कर लगाते हुए बनाए रखा है।
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
ऐसा होना चाहिए नहीं था। शास्त्रीय भौतिकी में परिपूर्ण चालकता के लिए कोई तंत्र नहीं था। भौतिकविदों को यह समझने में लगभग आधी सदी लग गई कि अतिचालकता कोई स्थूल विचित्रता नहीं, बल्कि क्वांटम यांत्रिकी का एक दृश्यमान पैमाने पर प्रकटीकरण है।
क्वांटम द्रव
1957 में, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफर ने इस परिघटना के यांत्रिकी की व्याख्या करने वाला एक शोधपत्र प्रकाशित किया। सामान्य धातु में, इलेक्ट्रॉन एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। लेकिन एक अतिचालक में, नियम बदल जाते हैं। जैसे ही एक इलेक्ट्रॉन शीतल धातु जालक से गुज़रता है, उसका ऋणावेश धातु आयनों को अपनी ओर थोड़ा खींचता है। जालक का यह हल्का संकुचन एक क्षणिक, सूक्ष्म धनावेश की जेब बनाता है जो एक दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करती है। दो इलेक्ट्रॉन युग्मित हो जाते हैं, एक Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다. बनाते हैं।
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
युग्मित होने पर, इलेक्ट्रॉन व्यक्तिगत फर्मियॉन की तरह काम करना बंद कर देते हैं और बोसॉन की तरह व्यवहार करने लगते हैं। श्रेणी में यह परिवर्तन उन्हें एक एकल समन्वित क्वांटम अवस्था में संघनित होने देता है, और वे धातु जालक से एक एकीकृत द्रव के रूप में प्रवाहित होते हैं। क्योंकि वे इस विशाल संयोजन में उलझे हुए हैं, जालक का एक परमाणु किसी एक इलेक्ट्रॉन को अपने पथ से नहीं हटा सकता। धारा को तोड़ने के लिए, जालक को एक साथ पूरे स्थूल द्रव को भंग करना होगा। अतिशीतल वातावरण में, इस बंधन को तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊष्मीय ऊर्जा ही नहीं होती। इलेक्ट्रॉन अबाध बहते हैं।
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
यह क्वांटम द्रव चुंबकीय क्षेत्रों को भी हिंसक रूप से अस्वीकार करता है — एक परिघटना जिसे Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다. का नाम दिया गया है। जब कोई पदार्थ अतिचालक अवस्था में संक्रमण करता है, तो वह अपने भीतर से चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को बाहर निकाल देता है और उन्हें वस्तु के चारों ओर रास्ता बनाने पर मजबूर करता है। यदि आप एक चपटे अतिचालक पर चुंबक रखें, तो निष्कासित क्षेत्र रेखाएँ पीछे धकेलती हैं और चुंबक हवा में तैर जाता है — एक स्थिर, घर्षण-मुक्त आधार पर स्थिर।
चीनी मिट्टी की सफलता
दशकों तक, इस भौतिकी की सीमा ताप था। यह प्रभाव केवल परम शून्य के निकट ही प्रकट होता था, जिसे बनाए रखने के लिए जटिल पाइपिंग और महँगे तरल हीलियम की आवश्यकता होती थी। अतिचालकों को अत्यंत विशेष प्रयोगशाला उपकरणों तक ही सीमित रखा गया।
फिर, 1986 में, Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. और कार्ल मुलर ने, स्विट्ज़रलैंड में एक IBM प्रयोगशाला में काम करते हुए, एक कृत्रिम चीनी मिट्टी — बेरियम-लैंथेनम कॉपर ऑक्साइड — का परीक्षण किया। चीनी मिट्टी सामान्यतः उत्कृष्ट विद्युत रोधी होती है; इसका उपयोग उच्च-वोल्टेज प्रसारण तारों को लपेटने में किया जाता है। लेकिन यह चीनी मिट्टी 35 केल्विन पर एक अतिचालक बन गई।
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
एक वर्ष के भीतर, अन्य शोध दलों ने एक यट्रियम-बेरियम-कॉपर ऑक्साइड खोजा, जिसे प्रायः YBCO कहा जाता है, जिसने 93 केल्विन पर शून्य प्रतिरोध प्राप्त किया। यह एक महत्त्वपूर्ण दहलीज़ थी। इसका अर्थ था कि पदार्थ को तरल नाइट्रोजन से ठंडा किया जा सकता था, जो सस्ता, सरलता से उपलब्ध होता है और 77 केल्विन पर उबलता है। ये "उच्च-ताप" cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. व्यावहारिक अभियांत्रिकी के द्वार खोल गए।
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
आज, MRI मशीनों के विद्युत-चुंबकों में अतिचालक तार लपेटे जाते हैं, जो ऐसे क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो साधारण तांबे को पिघला दें। CERN का लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर अपनी सत्ताईस-किलोमीटर लंबी वलय में प्रोटॉनों को दिशा देने के लिए दस हज़ार अतिचालक चुंबकों पर निर्भर है। और अतिचालक परिपथ क्वांटम कंप्यूटिंग की नींव हैं, जहाँ विद्युत प्रतिरोध की अनुपस्थिति क्यूबिट के नाज़ुक wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. को गणनाएँ करने के लिए पर्याप्त समय तक बनाए रखने में सहायक होती है।
जो हम अभी तक नहीं जानते
हम नहीं जानते कि उच्च-ताप अतिचालक वास्तव में कैसे काम करते हैं। 1957 का बार्डीन-कूपर-श्रीफर सिद्धांत पारंपरिक अतिचालकों — जैसे पारा, सीसा और नायोबियम — के व्यवहार की परिपूर्णता से व्याख्या करता है। लेकिन क्यूप्रेट्स को समझाने में यह पूरी तरह विफल है। उनकी खोज के दशकों बाद भी, इन जटिल, स्तरित चीनी मिट्टियों में इलेक्ट्रॉन किस प्रकार जोड़े बनाते हैं — यह प्रश्न संघनित पदार्थ भौतिकी की सबसे बड़ी अनसुलझी समस्याओं में से एक बना हुआ है।
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
हम नहीं जानते कि ताप की ऊपरी सीमा क्या है। हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन-समृद्ध यौगिकों — जैसे लैंथेनम डेकाहाइड्राइड — का उपयोग करके कक्ष ताप के निकट अतिचालकता प्राप्त की है। लेकिन एक पेच है: ये हाइड्राइड तभी अतिचालक अवस्था में पहुँचते हैं जब उन्हें एक हीरे की निहाई में पृथ्वी के केंद्र में पाए जाने वाले दबाव के समतुल्य दाब पर कुचला जाए। परिवेश दबाव पर, कक्ष ताप पर काम करने वाला अतिचालक अभी भी पूरी तरह अधरा है।
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
और हम नहीं जानते कि ऐसा कोई पदार्थ भौतिक रूप से संभव भी है या नहीं। यदि है, तो दाँव अत्यंत ऊँचे हैं। एक सच्चे कक्ष-ताप अतिचालक का अर्थ होगा — शून्य प्रसारण हानि वाले राष्ट्रीय विद्युत ग्रिड, हानिरहित ऊर्जा भंडारण, और सस्ता, सर्वसुलभ चुंबकीय उत्तोलन।
परम शून्य एक शांत स्थान है जहाँ घर्षण और एंट्रोपी के सामान्य नियम निलंबित हो जाते हैं। हम अभी भी उस शांति को रोज़मर्रा की दुनिया की ऊष्मा में खींच लाने की कोशिश कर रहे हैं।
برِّد معدنًا حتى يقترب من الصفر المطلق، فلن تنخفض مقاومته الكهربائية وحسب — بل تختفي. تتحرك الإلكترونات بلا احتكاك. وتيارٌ أُطلق في حلقة فائقة التوصيل سيجري إلى الأبد. إنه ميكانيكا الكم تعمل على مقياس بشري.
في أبريل 1911، أجرى الفيزيائي الهولندي Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. تياراً كهربائياً عبر خيط من الزئبق مغموراً في حمام من الهيليوم السائل. كان قد أمضى سنوات يكتشف كيف يبرّد الهيليوم حتى 4.2 كلفن، أي بضع درجات فوق الصفر المطلق. عند 4.19 كلفن، هبطت المقاومة الكهربائية في الزئبق هبوطاً مفاجئاً. لم تتراجع إلى جزء بسيط من قيمتها الاعتيادية. بل صارت صفراً. كان الزئبق قد بات موصلاً مثالياً.
في الأحوال العادية، تصطدم الإلكترونات المتحركة عبر المعدن بالذرات المتذبذبة في الشبكة البلورية، فتتبعثر وتفقد طاقتها على هيئة حرارة. هذا احتكاك متأصّل في طبيعة الأشياء. وهو السبب في تهدّل أسلاك الكهرباء في يوم قائظ، وفي احتياج معالج الحاسوب إلى مروحة. غير أنه ما دون درجة حرارة حرجة بعينها، يكفّ هذا الاحتكاك عن الوجود. تيار يُطلق في حلقة فائقة التوصيل يسري دون أي طاقة تغذّيه. وفي التجارب المخبرية، أبقى العلماء تيارات تدور باستمرار لسنوات دون أن يرصدوا أي تراجع في الجهد.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
لم يكن لهذا أن يحدث. لم تقدّم الفيزياء الكلاسيكية أي آلية تفسّر توصيلاً مثالياً. واحتاج الأمر ما يقارب نصف قرن حتى أدرك الفيزيائيون أن الموصلية الفائقة ليست شذوذاً ماكروسكوبياً، بل هي ميكانيكا الكم تتجلى على مقياس يُدرَك بالحواس.
السائل الكمومي
في عام 1957، نشر John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다. وليون كوبر وجون روبرت شريفر ورقةً علمية تشرح آليات الظاهرة. في المعدن العادي، تتنافر الإلكترونات فيما بينها. لكن في الموصل الفائق تتبدّل القواعد. حين يشقّ إلكترون طريقه عبر شبكة المعدن الباردة، تشدّ شحنته السالبة أيونات المعدن الموجبة نحوه قليلاً. هذا التراص الطفيف للشبكة البلورية يولّد جيباً صغيراً عابراً من الشحنة الموجبة، يجذب بدوره إلكتروناً ثانياً. يغدو الإلكترونان مترابطَين، مكوِّنَين ما يُعرف بـCooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
حين يتزاوج الإلكترونان، يكفّان عن السلوك كفرميونَين مستقلَّين وينزعان إلى سلوك البوزونات. يتيح هذا التحوّل في التصنيف لهما الانتظامَ في حالة كمومية واحدة منسّقة، فيسبحان معاً عبر شبكة المعدن كسائل موحّد. ولأنهما متشابكان في هذه الرقصة الماكروسكوبية الرحبة، لا تستطيع ذرة واحدة متذبذبة في الشبكة أن تحرف إلكتروناً بعينه عن مساره. إذ يستلزم كسر هذا التيار تعطيلَ السائل الماكروسكوبي بأسره دفعةً واحدة. وفي البيئة شديدة البرودة، لا تتوافر طاقة حرارية كافية لكسر الرابطة، فيسري الإلكترونان دون عائق.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
يرفض هذا السائل الكمومي أيضاً المجالات المغناطيسية رفضاً عنيفاً، في ظاهرة تُعرف بـMeissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.. حين تنتقل المادة إلى حالة التوصيل الفائق، تطرد خطوط المجال المغناطيسي من داخلها مُرغِمةً إياها على الالتفاف حول الجسم. فإن وضعت مغناطيساً فوق موصل فائق مستوٍ، دفعت خطوط المجال المطرودةُ المغناطيسَ إلى أعلى، فحلّق في الهواء محبوساً على وسادة مستقرة خالية من الاحتكاك.
اختراق السيراميك
لعقود، كانت العقبة الحاسمة أمام هذه الفيزياء هي درجة الحرارة. لم تظهر الظاهرة إلا بالقرب من الصفر المطلق، مما استلزم تجهيزات بالغة التعقيد وهيليوماً سائلاً باهظ التكلفة. وظلت الموصلات الفائقة رهينةً في معدات المختبرات المتخصصة.
ثم، في عام 1986، اختبر Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. وكارل مولر، في مختبر IBM بسويسرا، سيراميكاً اصطناعياً هو أكسيد نحاس البريوم واللانثانوم. يُعدّ السيراميك عازلاً ممتازاً في العادة؛ إذ يُستخدم لتغليف خطوط النقل عالية الجهد. غير أن هذا السيراميك بالذات بات موصلاً فائقاً عند 35 كلفن.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
في غضون عام واحد، اكتشف باحثون آخرون أكسيد نحاس الإيتريوم والباريوم، المعروف اختصاراً بـYBCO، الذي يبلغ صفر المقاومة عند 93 كلفن. كانت هذه عتبة حاسمة، إذ عنت أن المادة باتت قابلة للتبريد بالنيتروجين السائل، وهو رخيص وسهل التداول ويغلي عند 77 كلفن. فتحت هذه cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. «عالية الحرارة» الآفاقَ أمام هندسة تطبيقية واسعة.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
اليوم، يُلفّ السلك الفائق التوصيل حول مغنطات أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، مولّداً حقولاً كانت لتُذيب النحاس الاعتيادي. ويعتمد المصادم الهادروني الكبير في سيرن على عشرة آلاف مغنطة فائقة التوصيل لتوجيه البروتونات في حلقته البالغة سبعةً وعشرين كيلومتراً. وتُشكّل الدوائر فائقة التوصيل الأساسَ الذي تقوم عليه الحوسبة الكمومية، حيث يُعين انعدام المقاومة الكهربائية في الإبقاء على wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. الهشّ للكيوبتات طويلاً بما يكفي لإتمام العمليات الحسابية.
ما لا نعرفه بعد
لا نعرف كيف تعمل الموصلات الفائقة عالية الحرارة في حقيقتها. تصف نظرية باردين-كوبر-شريفر الصادرة عام 1957 سلوكَ الموصلات الفائقة التقليدية كالزئبق والرصاص والنيوبيوم وصفاً دقيقاً تاماً. وتُخفق إخفاقاً كاملاً في تفسير الكيوبريتات. وبعد عقود من اكتشافها، تبقى فيزياء تكوّن أزواج الإلكترونات في هذه السيراميك الطبقية المعقدة إحدى أعصى المسائل العالقة في فيزياء المادة المكثفة.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
لا نعرف ما هو الحد الأعلى لدرجة الحرارة. في السنوات الأخيرة، حقق الباحثون موصلية فائقة قريبة من درجة حرارة الغرفة باستخدام مركبات غنية بالهيدروجين كعشيري هيدريد اللانثانوم. بيد أن ثمة مشكلة: هذه الهيدريدات لا تبلغ حالة التوصيل الفائق إلا حين تُسحق في سندان ماسي تحت ضغوط تقترب مما يسود في قلب الأرض. أما موصل فائق يعمل في درجة حرارة الغرفة وتحت الضغط الجوي العادي، فلا يزال بعيد المنال تماماً.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
ولا نعرف إن كانت مثل هذه المادة ممكنة فيزيائياً أصلاً. وإن كانت ممكنة، فالرهانات ضخمة. موصل فائق حقيقي في درجة حرارة الغرفة يعني شبكات كهرباء وطنية بلا فقد في النقل، وتخزيناً للطاقة بلا هدر، وتحليقاً مغناطيسياً رخيصاً متاحاً للجميع.
الصفر المطلق مكان صامت، تتعطّل فيه قواعد الاحتكاك والإنتروبيا المعتادة. ولا نزال نحاول أن نسحب ذلك الصمت إلى دفء العالم اليومي.
Kühlt man ein Metall auf nahe den absoluten Nullpunkt, sinkt sein elektrischer Widerstand nicht bloß — er verschwindet. Elektronen bewegen sich ohne Reibung. Ein Strom, einmal in einem supraleitenden Ring angestoßen, fließt für immer. Es ist Quantenmechanik, die auf menschlicher Skala wirkt.
Im April 1911 ließ der niederländische Physiker Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다. einen elektrischen Strom durch einen Quecksilberfaden in einem Bad aus flüssigem Helium fließen. Er hatte Jahre damit verbracht, Helium auf 4,2 Kelvin abzukühlen – nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt. Bei 4,19 Kelvin fiel der elektrische Widerstand im Quecksilber abrupt ab. Er sank nicht auf einen Bruchteil seines normalen Wertes. Er fiel auf null. Das Quecksilber war zum perfekten Leiter geworden.
Normalerweise stoßen Elektronen, die sich durch ein Metall bewegen, mit den vibrierenden Atomen des Kristallgitters zusammen. Sie werden gestreut und verlieren Energie als Wärme. Das ist eine fundamentale Reibung. Sie ist der Grund, warum Stromleitungen an einem heißen Tag durchhängen und warum ein Computerprozessor einen Lüfter benötigt. Aber unterhalb einer bestimmten kritischen Temperatur hört diese Reibung auf zu existieren. Ein einmal angestoßener Strom in einem supraleitenden Ring fließt dauerhaft ohne jede äußere Energiezufuhr. In Laborexperimenten haben Wissenschaftler Ströme jahrelang in kontinuierlichen Schleifen gehalten, ohne einen messbaren Abfall der Spannung zu verzeichnen.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
Das sollte eigentlich nicht möglich sein. Die klassische Physik bot keinen Mechanismus für vollständige Leitfähigkeit. Es dauerte fast ein halbes Jahrhundert, bis Physiker erkannten, dass Supraleitung kein makroskopischer Sonderfall ist, sondern Quantenmechanik, die sich auf einer sichtbaren Skala manifestiert.
Das Quantenfluid
1957 veröffentlichten John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다., Leon Cooper und John Robert Schrieffer eine Arbeit, die die Mechanik des Phänomens erklärte. In einem gewöhnlichen Metall stoßen Elektronen einander ab. Aber in einem Supraleiter ändern sich die Regeln. Wenn sich ein Elektron durch das kalte Metallgitter bewegt, zieht seine negative Ladung die positiven Metallionen leicht zu sich hin. Diese leichte Verdichtung des Gitters erzeugt einen winzigen, flüchtigen Bereich positiver Ladung, der ein zweites Elektron anzieht. Die beiden Elektronen koppeln sich und bilden ein Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다..
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
Einmal gepaart, hören die Elektronen auf, als individuelle Fermionen zu wirken, und beginnen sich wie Bosonen zu verhalten. Dieser Kategorienwechsel erlaubt es ihnen, in einem einzigen koordinierten Quantenzustand zu kondensieren und als einheitliches Fluid durch das Metallgitter zu strömen. Da sie in diese gewaltige Choreografie verschränkt sind, kann ein einzelnes vibrierendes Atom im Gitter kein einzelnes Elektron aus seiner Bahn werfen. Um den Strom zu unterbrechen, müsste das Gitter das gesamte makroskopische Fluid auf einmal aufbrechen. In der ultrakalten Umgebung gibt es schlicht nicht genug thermische Energie, um die Bindung zu sprengen. Die Elektronen fließen ungehindert.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Dieses Quantenfluid stößt Magnetfelder auch mit aller Vehemenz ab – ein Phänomen, das als Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다. bekannt ist. Wenn ein Material in den supraleitenden Zustand übergeht, verdrängt es die Magnetfeldlinien aus seinem Inneren und zwingt sie, um das Objekt herumzulaufen. Legt man einen Magneten auf einen flachen Supraleiter, drücken die verdrängten Feldlinien zurück, und der Magnet schwebt frei in der Luft – gehalten von einem stabilen, reibungsfreien Kissen.
Der Keramik-Durchbruch
Jahrzehntelang war die Einschränkung dieser Physik die Temperatur. Der Effekt trat nur nahe dem absoluten Nullpunkt auf und erforderte aufwendige Kühlanlagen und teures flüssiges Helium. Supraleiter waren auf hochspezialisierte Laborgeräte beschränkt.
Dann testeten Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다. und Karl Müller 1986 in einem IBM-Labor in der Schweiz eine synthetische Keramik – ein Barium-Lanthan-Kupferoxid. Keramiken sind üblicherweise hervorragende Isolatoren; man verwendet sie zur Isolierung von Hochspannungsleitungen. Doch diese Keramik wurde bei 35 Kelvin supraleitend.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Binnen Jahresfrist fanden andere Forschungsgruppen ein Yttrium-Barium-Kupferoxid, das oft als YBCO bezeichnet wird und bei 93 Kelvin Nullwiderstand erreichte. Das war eine entscheidende Schwelle. Sie bedeutete, dass sich das Material mit flüssigem Stickstoff kühlen ließ – billig, einfach zu handhaben, mit einem Siedepunkt bei 77 Kelvin. Diese „Hochtemperatur"-cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다. eröffneten neue praktische Anwendungsfelder.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
Heute wird supraleitender Draht zu den Elektromagneten von MRT-Geräten gewickelt, die Felder erzeugen, bei denen herkömmliches Kupfer schmelzen würde. Der Large Hadron Collider am CERN stützt sich auf zehntausend supraleitende Magnete, um Protonen durch seinen siebenundzwanzig Kilometer langen Ring zu lenken. Und supraleitende Schaltkreise bilden das Fundament des Quantencomputings, wo das Fehlen elektrischen Widerstands hilft, die empfindliche wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다. der Qubits lange genug stabil zu halten, um Berechnungen durchführen zu können.
Was wir noch nicht wissen
Wir wissen nicht, wie Hochtemperatur-Supraleiter tatsächlich funktionieren. Die Bardeen-Cooper-Schrieffer-Theorie von 1957 beschreibt das Verhalten traditioneller Supraleiter wie Quecksilber, Blei und Niob vollkommen. Bei den Kupraten versagt sie vollständig. Jahrzehnte nach deren Entdeckung bleibt die Physik der Elektronenpaarung in diesen komplexen, geschichteten Keramiken eines der großen ungelösten Probleme der Physik kondensierter Materie.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
Wir wissen nicht, wo die obere Temperaturgrenze liegt. In den vergangenen Jahren haben Forscher mit wasserstoffreichen Verbindungen wie Lanthandecahydrid Supraleitung nahe Raumtemperatur erzielt. Aber es gibt einen Haken: Diese Hydride erreichen den supraleitenden Zustand nur, wenn sie in einem Diamantstempel auf Drücke gepresst werden, wie sie im Erdmittelpunkt herrschen. Ein Supraleiter bei Normaldruck und Raumtemperatur bleibt vollkommen unerreichbar.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
Und wir wissen nicht, ob ein solches Material physikalisch überhaupt möglich ist. Wenn ja, wären die Einsätze gewaltig. Ein echter Raumtemperatur-Supraleiter würde nationale Stromnetze ohne Übertragungsverlust bedeuten, verlustfreie Energiespeicherung und billige, allgegenwärtige Magnetschwebetechnik.
Der absolute Nullpunkt ist ein stiller Ort, an dem die üblichen Regeln von Reibung und Entropie außer Kraft gesetzt sind. Wir versuchen noch immer, diese Stille in die Wärme des Alltags hinaufzuziehen.
금속을 절대영도 가까이 냉각하면, 전기 저항은 단순히 낮아지는 것이 아니다. 완전히 사라진다. 전자들은 마찰 없이 움직인다. 초전도 고리에서 한번 흐르기 시작한 전류는 영원히 흐를 것이다. 양자역학이 인간의 스케일 위에서 작동하는 순간이다.
1911년 4월, 네덜란드 물리학자 Heike Kamerlingh OnnesPersonHeike Kamerlingh OnnesA Dutch physicist who pioneered the field of cryogenics. In 1908, he became the first person to successfully liquefy helium, reaching temperatures just a few degrees above absolute zero. Three years later, while testing the electrical properties of metals in this ultra-cold environment, he discovered superconductivity. He was awarded the 1913 Nobel Prize in Physics for his work on cold matter.一位荷兰物理学家，是低温物理学领域的开创者。1908年，他成为第一个成功液化氦气的人，达到了仅比绝对零度高出几度的温度。三年后，他在这一超低温环境中测试金属的电学性质时，发现了超导现象。他因对冷物质的研究而获得1913年诺贝尔物理学奖。Un físico neerlandés que fue pionero del campo de la criogenia. En 1908, se convirtió en la primera persona en licuar helio con éxito, alcanzando temperaturas de apenas unos grados por encima del cero absoluto. Tres años más tarde, mientras probaba las propiedades eléctricas de los metales en este entorno ultrafrío, descubrió la superconductividad. Recibió el Premio Nobel de Física de 1913 por su trabajo sobre la materia fría.فيزيائي هولندي ريادي في حقل علم البرودة الفائقة. ففي عام 1908، أصبح أول من نجح في إسالة الهيليوم، بالغاً درجات حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. وبعد ثلاث سنوات، وأثناء اختباره الخصائص الكهربائية للفلزات في هذه البيئة فائقة البرودة، اكتشف الناقلية الفائقة. ومُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913 عن عمله في المادة الباردة.Um físico holandês que foi pioneiro no campo da criogenia. Em 1908, tornou-se a primeira pessoa a liquefazer hélio com sucesso, atingindo temperaturas a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Três anos depois, ao testar as propriedades elétricas de metais nesse ambiente ultrafrio, descobriu a supercondutividade. Recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1913 por seu trabalho sobre a matéria a baixas temperaturas.एक डच भौतिकविज्ञानी जिन्होंने क्रायोजेनिकी के क्षेत्र का बीड़ा उठाया। 1908 में, वे हीलियम को सफलतापूर्वक द्रवित करने वाले पहले व्यक्ति बने, और परम शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर के तापमान तक पहुँचे। तीन वर्ष बाद, इस अति-ठंडे परिवेश में धातुओं के विद्युत गुणों का परीक्षण करते हुए, उन्होंने अतिचालकता की खोज की। शीत-पदार्थ पर उनके कार्य के लिए उन्हें 1913 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।Seorang fisikawan asal Belanda yang merintis bidang kriogenika. Pada 1908, ia menjadi orang pertama yang berhasil mencairkan helium, mencapai suhu hanya beberapa derajat di atas nol mutlak. Tiga tahun kemudian, saat menguji sifat kelistrikan logam dalam lingkungan yang sangat dingin ini, ia menemukan superkonduktivitas. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1913 atas karyanya tentang materi dingin.Un physicien néerlandais pionnier du domaine de la cryogénie. En 1908, il devint la première personne à liquéfier l'hélium avec succès, atteignant des températures de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. Trois ans plus tard, en étudiant les propriétés électriques des métaux dans cet environnement extrêmement froid, il découvrit la supraconductivité. Il reçut le prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la matière froide.低温物理学の分野を切り拓いたオランダの物理学者。一九〇八年、彼はヘリウムの液化に初めて成功し、絶対零度のわずか数度上の温度に達した。三年後、この極低温の環境で金属の電気的性質を調べていた際に、超伝導を発見した。冷たい物質に関する研究によって、一九一三年にノーベル物理学賞を授与された。Голландский физик, ставший пионером криогеники. В 1908 году он первым успешно сжижил гелий, достигнув температур всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Три года спустя, исследуя электрические свойства металлов в этой сверххолодной среде, он открыл сверхпроводимость. За свои работы по холодной материи он был удостоен Нобелевской премии по физике 1913 года.Ein niederländischer Physiker, der das Gebiet der Kryotechnik begründete. 1908 wurde er der erste Mensch, dem die Verflüssigung von Helium gelang, wobei er Temperaturen nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt erreichte. Drei Jahre später, während er die elektrischen Eigenschaften von Metallen in dieser ultrakalten Umgebung untersuchte, entdeckte er die Supraleitung. Für seine Arbeit über kalte Materie wurde ihm 1913 der Nobelpreis für Physik verliehen.저온학 분야를 개척한 네덜란드의 물리학자. 1908년 그는 절대영도보다 불과 몇 도 위의 온도에 이르며 헬륨을 처음으로 성공적으로 액화한 사람이 되었다. 3년 뒤 이 극저온 환경에서 금속의 전기적 성질을 시험하던 중 초전도 현상을 발견했다. 그는 저온 물질에 관한 업적으로 1913년 노벨 물리학상을 받았다.는 액체 헬륨 욕조 속에 담긴 수은 실에 전류를 흘려보냈다. 그는 헬륨을 절대영도보다 불과 몇 도 높은 4.2 켈빈까지 냉각하는 방법을 알아내는 데 수년을 쏟아부었다. 4.19 켈빈에서 수은의 전기 저항이 갑자기 뚝 떨어졌다. 정상 상태의 일부로 서서히 줄어든 것이 아니었다. 그것은 영(零)이 되었다. 수은은 완전 도체가 된 것이다.
보통 금속을 통해 이동하는 전자는 결정 격자를 이루는 진동하는 원자들과 충돌한다. 전자는 산란되며 에너지를 열로 잃는다. 이것은 근본적인 마찰이다. 더운 날 송전선이 아래로 처지는 이유, 그리고 컴퓨터 프로세서에 냉각 팬이 필요한 이유가 바로 이것이다. 그러나 특정 임계 온도 이하에서는 그 마찰이 사라진다. 초전도 고리에서 한번 시작된 전류는 아무런 동력 없이 계속 흐른다. 실험실 실험에서 과학자들은 전압의 어떤 감쇠도 측정되지 않은 채 수년간 전류가 끊임없이 순환하도록 유지한 바 있다.
Animation about the superconductivity discovery GraphsJubobroff · CC BY 3.0
이런 일은 일어나지 않아야 했다. 고전 물리학은 완전 전도성에 대한 어떤 메커니즘도 제시하지 못했다. 초전도성이 거시적인 기이함이 아니라 가시적인 규모에서 나타나는 양자역학임을 물리학자들이 깨닫는 데는 거의 반세기가 걸렸다.
양자 유체
1957년, John BardeenPersonJohn BardeenAn American physicist and electrical engineer, and the only person to win the Nobel Prize in Physics twice. He won his first in 1956 for co-inventing the transistor at Bell Labs. He shared his second in 1972 with Leon Cooper and John Robert Schrieffer for developing the BCS theory, which provided the first comprehensive quantum mechanical explanation of superconductivity.美国物理学家兼电气工程师，是唯一一位两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他于1956年因在贝尔实验室共同发明晶体管而首次获奖。1972年，他与利昂·库珀和约翰·罗伯特·施里弗因创立BCS理论而再度共享此奖，该理论首次为超导现象提供了全面的量子力学解释。Un físico e ingeniero eléctrico estadounidense, y la única persona que ha ganado el Premio Nobel de Física en dos ocasiones. Ganó el primero en 1956 por coinventar el transistor en los Laboratorios Bell. Compartió el segundo en 1972 con Leon Cooper y John Robert Schrieffer por desarrollar la teoría BCS, que ofreció la primera explicación cuántica integral de la superconductividad.فيزيائي ومهندس كهرباء أمريكي، والشخص الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء مرتين. نال جائزته الأولى عام 1956 لمشاركته في اختراع الترانزستور في مختبرات بِل. وتقاسم جائزته الثانية عام 1972 مع ليون كوبر وجون روبرت شريفر لتطوير نظرية BCS، التي قدّمت أول تفسير شامل في الميكانيكا الكمومية للناقلية الفائقة.Um físico e engenheiro elétrico norte-americano, e a única pessoa a ganhar o Prêmio Nobel de Física duas vezes. Ganhou o primeiro em 1956 por coinventar o transistor nos Bell Labs. Compartilhou o segundo em 1972 com Leon Cooper e John Robert Schrieffer pelo desenvolvimento da teoria BCS, que forneceu a primeira explicação quântica abrangente da supercondutividade.एक अमेरिकी भौतिकविज्ञानी और विद्युत अभियंता, और भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दो बार जीतने वाले एकमात्र व्यक्ति। उन्होंने अपना पहला पुरस्कार 1956 में बेल लैब्स में ट्रांज़िस्टर के सह-आविष्कार के लिए जीता। उन्होंने अपना दूसरा पुरस्कार 1972 में लियोन कूपर और जॉन रॉबर्ट श्रीफ़र के साथ BCS सिद्धांत विकसित करने के लिए साझा किया, जिसने अतिचालकता की पहली व्यापक क्वांटम-यांत्रिक व्याख्या प्रदान की।Seorang fisikawan dan insinyur kelistrikan asal Amerika, dan satu-satunya orang yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika dua kali. Ia memenangkan yang pertama pada 1956 atas keikutsertaannya menemukan transistor di Bell Labs. Ia berbagi yang kedua pada 1972 dengan Leon Cooper dan John Robert Schrieffer atas pengembangan teori BCS, yang menyediakan penjelasan mekanika kuantum komprehensif pertama tentang superkonduktivitas.Un physicien et ingénieur électricien américain, la seule personne à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique. Il obtint le premier en 1956 pour la co-invention du transistor aux laboratoires Bell. Il partagea le second en 1972 avec Leon Cooper et John Robert Schrieffer pour l'élaboration de la théorie BCS, qui apporta la première explication quantique complète de la supraconductivité.アメリカの物理学者にして電気工学者であり、ノーベル物理学賞を二度受賞した唯一の人物。一度目は一九五六年、ベル研究所でトランジスタを共同発明したことによる。二度目は一九七二年、レオン・クーパー、ジョン・ロバート・シュリーファーと共に、超伝導の初の包括的な量子力学的説明を与えたBCS理論を構築したことによる。Американский физик и инженер-электрик, единственный человек, дважды получивший Нобелевскую премию по физике. Первую он получил в 1956 году за соизобретение транзистора в Bell Labs. Вторую он разделил в 1972 году с Леоном Купером и Джоном Робертом Шриффером за разработку теории БКШ, давшей первое всеобъемлющее квантово-механическое объяснение сверхпроводимости.Ein amerikanischer Physiker und Elektroingenieur und der einzige Mensch, der den Nobelpreis für Physik zweimal gewann. Den ersten erhielt er 1956 für die Miterfindung des Transistors bei den Bell Labs. Den zweiten teilte er sich 1972 mit Leon Cooper und John Robert Schrieffer für die Entwicklung der BCS-Theorie, die die erste umfassende quantenmechanische Erklärung der Supraleitung lieferte.미국의 물리학자이자 전기 공학자로, 노벨 물리학상을 두 번 받은 유일한 인물. 그는 벨 연구소에서 트랜지스터를 공동 발명한 공로로 1956년 첫 상을 받았다. 두 번째는 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 받았는데, 초전도 현상에 대한 최초의 포괄적 양자역학적 설명을 제시한 BCS 이론을 정립한 공로였다.과 리언 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼는 이 현상의 역학을 설명하는 논문을 발표했다. 보통 금속에서 전자들은 서로를 밀어낸다. 그러나 초전도체에서는 규칙이 달라진다. 전자가 차가운 금속 격자를 통해 이동할 때, 그 음전하가 금속 양이온을 살짝 끌어당긴다. 이 미세한 격자의 뭉침이 두 번째 전자를 끌어당기는 아주 작고 순간적인 양전하 주머니를 만들어낸다. 두 전자는 짝을 이루며 Cooper pairConceptCooper pairA state in which two electrons, which normally repel each other, become weakly bound together at low temperatures. As one electron moves through a metal lattice, it slightly displaces the positive ions, creating a transient positive charge that attracts the second electron. Operating as a pair, the electrons act as a single boson, allowing them to flow through the metal without resistance.一种状态：两个原本相互排斥的电子，在低温下变得弱弱地结合在一起。当一个电子穿过金属晶格时，它会轻微地移动正离子的位置，制造出一处瞬时的正电荷，从而吸引第二个电子。这对电子作为一个整体行动，表现得如同单个玻色子，使它们得以毫无阻力地在金属中流动。Un estado en el que dos electrones, que normalmente se repelen, quedan débilmente ligados entre sí a bajas temperaturas. A medida que un electrón se mueve a través de una red metálica, desplaza ligeramente los iones positivos, creando una carga positiva transitoria que atrae al segundo electrón. Al actuar como pareja, los electrones se comportan como un único bosón, lo que les permite fluir por el metal sin resistencia.حالة يصبح فيها إلكترونان، عادة ما يتنافران، مترابطين ترابطاً ضعيفاً في درجات الحرارة المنخفضة. فبينما يتحرّك أحد الإلكترونين عبر شبكة معدنية، يزيح الأيونات الموجبة قليلاً، فيخلق شحنة موجبة عابرة تجذب الإلكترون الثاني. وبعملهما كزوج، يتصرّف الإلكترونان كبوزون واحد، مما يتيح لهما التدفّق عبر المعدن دون مقاومة.Um estado no qual dois elétrons, que normalmente se repelem, tornam-se fracamente ligados a baixas temperaturas. À medida que um elétron se move através de uma rede metálica, ele desloca levemente os íons positivos, criando uma carga positiva transitória que atrai o segundo elétron. Operando como um par, os elétrons agem como um único bóson, o que lhes permite fluir através do metal sem resistência.एक अवस्था जिसमें दो इलेक्ट्रॉन, जो सामान्यतः एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, निम्न तापमानों पर दुर्बल रूप से एक-साथ बंध जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन किसी धातु-जालक से होकर गुज़रता है, तो वह धनात्मक आयनों को थोड़ा विस्थापित कर देता है, जिससे एक क्षणिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है जो दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है। एक जोड़ी के रूप में कार्य करते हुए, ये इलेक्ट्रॉन एक एकल बोसॉन की भाँति व्यवहार करते हैं, जो उन्हें बिना किसी प्रतिरोध के धातु से प्रवाहित होने देता है।Suatu keadaan di mana dua elektron, yang biasanya saling tolak, menjadi terikat lemah satu sama lain pada suhu rendah. Saat satu elektron bergerak melalui kisi logam, ia sedikit menggeser ion-ion positif, menciptakan muatan positif sesaat yang menarik elektron kedua. Beroperasi sebagai pasangan, elektron-elektron itu bertindak sebagai satu boson, sehingga memungkinkannya mengalir melalui logam tanpa hambatan.Un état dans lequel deux électrons, qui normalement se repoussent, se lient faiblement à basse température. Lorsqu'un électron traverse le réseau d'un métal, il déplace légèrement les ions positifs, créant une charge positive transitoire qui attire le second électron. Agissant en paire, les électrons se comportent comme un seul boson, ce qui leur permet de circuler dans le métal sans résistance.通常は互いに反発し合う二つの電子が、低温で弱く結びついた状態。一個の電子が金属格子の中を動くと、正の陽イオンをわずかに変位させ、一時的な正電荷を生み出して二個目の電子を引き寄せる。対として働くことで、電子たちは一個のボソンのように振る舞い、抵抗なく金属の中を流れることができる。Состояние, в котором два электрона, обычно отталкивающие друг друга, при низких температурах оказываются слабо связанными. Когда один электрон движется сквозь кристаллическую решётку металла, он слегка смещает положительные ионы, создавая временный положительный заряд, притягивающий второй электрон. Действуя как пара, электроны ведут себя как единый бозон, что позволяет им течь сквозь металл без сопротивления.Ein Zustand, in dem sich zwei Elektronen, die einander normalerweise abstoßen, bei niedrigen Temperaturen schwach aneinander binden. Während sich ein Elektron durch ein Metallgitter bewegt, verschiebt es geringfügig die positiven Ionen und erzeugt eine vorübergehende positive Ladung, die das zweite Elektron anzieht. Als Paar wirkend, verhalten sich die Elektronen wie ein einziges Boson, was ihnen erlaubt, ohne Widerstand durch das Metall zu fließen.보통은 서로 밀어내는 두 전자가 저온에서 약하게 결합되는 상태. 한 전자가 금속 격자를 지나가며 양이온을 약간 변위시켜 일시적인 양전하를 만들고, 이것이 두 번째 전자를 끌어당긴다. 짝을 이뤄 작동하는 두 전자는 하나의 보손처럼 행동하여, 저항 없이 금속을 흘러갈 수 있게 된다.를 형성한다.
Superconducting Levitation at Google Solve for Xjurvetson · BY 2.0
일단 쌍을 이루면, 전자들은 개별 페르미온으로서의 성질을 멈추고 보손처럼 행동하기 시작한다. 이 범주의 전환은 전자들이 하나의 통합된 양자 상태로 응축될 수 있게 해주며, 금속 격자를 하나로 통일된 유체처럼 쓸고 지나가도록 한다. 전자들이 이 방대한 안무 속에 얽혀 있기 때문에, 격자에서 진동하는 원자 하나가 개별 전자를 궤도에서 이탈시킬 수 없다. 전류를 끊으려면 격자가 거시적인 유체 전체를 한꺼번에 교란해야 한다. 극저온 환경에서는 그 결합을 끊을 열에너지가 충분하지 않다. 전자는 아무런 방해 없이 흐른다.
A normal conductor is shown as a physical macro scene: a copper wire coil heats under currIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
이 양자 유체는 자기장도 격렬히 거부하는데, 이 현상을 Meissner effectConceptMeissner effectThe expulsion of a magnetic field from the interior of a material as it transitions into a superconducting state. Discovered by Walther Meissner and Robert Ochsenfeld in 1933, the effect causes a superconductor to actively cancel any external magnetic fields. This generates a repulsive force strong enough to levitate a magnet perfectly in mid-air.材料在转变为超导态时，磁场被从其内部排出的现象。该效应由瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森费尔德于1933年发现，它使超导体主动抵消任何外部磁场。由此产生的排斥力足够强大，能让一块磁体完美地悬浮于半空之中。La expulsión de un campo magnético del interior de un material cuando este transita a un estado superconductor. Descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933, el efecto hace que un superconductor cancele activamente cualquier campo magnético externo. Esto genera una fuerza repulsiva lo bastante intensa como para levitar un imán a la perfección en pleno aire.طرد المجال المغناطيسي من داخل مادة وهي تنتقل إلى حالة ناقلية فائقة. اكتشفه فالتر مايسنر وروبرت أوخسنفلد عام 1933، ويتسبّب هذا التأثير في أن يلغي الناقل الفائق بنشاط أي مجالات مغناطيسية خارجية. ويولّد ذلك قوة تنافر قوية بما يكفي لرفع مغناطيس بصورة كاملة في الهواء.A expulsão de um campo magnético do interior de um material à medida que ele transita para o estado supercondutor. Descoberto por Walther Meissner e Robert Ochsenfeld em 1933, o efeito faz com que um supercondutor cancele ativamente quaisquer campos magnéticos externos. Isso gera uma força repulsiva forte o suficiente para levitar um ímã perfeitamente no ar.जब कोई सामग्री अतिचालक अवस्था में संक्रमित होती है तब उसके भीतर से एक चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन। 1933 में वाल्टर माइस्नर और रॉबर्ट ओक्सेनफ़ेल्ड द्वारा खोजा गया यह प्रभाव एक अतिचालक को किसी भी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय रूप से रद्द कर देने पर विवश करता है। यह एक प्रतिकर्षी बल उत्पन्न करता है जो एक चुंबक को पूर्णतया हवा में संपूर्ण रूप से उत्प्लावित करने के लिए पर्याप्त प्रबल होता है।Pengusiran medan magnet dari bagian dalam suatu material saat material itu beralih ke keadaan superkonduktif. Ditemukan oleh Walther Meissner dan Robert Ochsenfeld pada 1933, efek ini menyebabkan sebuah superkonduktor secara aktif meniadakan medan magnet eksternal apa pun. Hal ini menghasilkan gaya tolak yang cukup kuat untuk melayangkan sebuah magnet secara sempurna di udara.L'expulsion d'un champ magnétique hors de l'intérieur d'un matériau lors de son passage à l'état supraconducteur. Découvert par Walther Meissner et Robert Ochsenfeld en 1933, cet effet amène un supraconducteur à annuler activement tout champ magnétique extérieur. Il engendre une force répulsive assez forte pour faire léviter un aimant parfaitement immobile dans les airs.ある材料が超伝導状態へと移行する際に、その内部から磁場が排除される現象。一九三三年にヴァルター・マイスナーとロベルト・オクセンフェルトによって発見され、この効果は超伝導体に外部の磁場を能動的に打ち消させる。これは磁石を空中に完璧に浮かせるほど強い反発力を生み出す。Вытеснение магнитного поля из недр материала при его переходе в сверхпроводящее состояние. Открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году, этот эффект заставляет сверхпроводник активно гасить любые внешние магнитные поля. Это порождает силу отталкивания, достаточно мощную, чтобы идеально подвесить магнит в воздухе.Die Verdrängung eines Magnetfeldes aus dem Inneren eines Materials, während es in den supraleitenden Zustand übergeht. 1933 von Walther Meißner und Robert Ochsenfeld entdeckt, bewirkt der Effekt, dass ein Supraleiter äußere Magnetfelder aktiv aufhebt. Dies erzeugt eine Abstoßungskraft, die stark genug ist, um einen Magneten vollkommen frei in der Luft schweben zu lassen.어떤 물질이 초전도 상태로 전이될 때 그 내부에서 자기장이 밀려나는 현상. 1933년 발터 마이스너와 로베르트 옥센펠트가 발견한 이 효과는 초전도체가 외부 자기장을 능동적으로 상쇄하게 한다. 이로써 자석을 공중에 완벽하게 떠 있게 할 만큼 강한 척력이 생긴다.라 부른다. 물질이 초전도 상태로 전이할 때, 내부에서 자기력선을 밖으로 밀어내어 물체를 돌아가도록 강제한다. 평평한 초전도체 위에 자석을 올려놓으면, 배출된 자기력선이 반발하며 자석이 공중에 뜬다. 안정적이고 마찰 없는 쿠션 위에 고정된 채로.
세라믹의 혁신
수십 년 동안 이 물리학의 한계는 온도였다. 이 효과는 절대영도 근처에서만 나타났으며, 이를 유지하려면 복잡한 배관 장치와 값비싼 액체 헬륨이 필요했다. 초전도체는 고도로 전문화된 실험실 장비에만 국한되었다.
그러다가 1986년, 스위스 IBM 연구소에서 일하던 Johannes BednorzPersonJohannes BednorzA German physicist who, alongside Karl Müller at an IBM laboratory in Zurich, discovered high-temperature superconductivity in a barium-lanthanum copper oxide ceramic. Prior to their 1986 discovery, ceramics were considered strictly insulators. Their breakthrough triggered a global race to find materials that superconduct above the boiling point of liquid nitrogen, earning them the 1987 Nobel Prize in Physics.一位德国物理学家，他与卡尔·米勒在苏黎世的IBM实验室一道，在一种钡镧铜氧化物陶瓷中发现了高温超导现象。在他们1986年的发现之前，陶瓷被严格地视为绝缘体。这一突破引发了一场全球竞赛，争相寻找能在液氮沸点之上实现超导的材料，并使他们荣获1987年诺贝尔物理学奖。Un físico alemán que, junto a Karl Müller en un laboratorio de IBM en Zúrich, descubrió la superconductividad de alta temperatura en una cerámica de óxido de cobre, bario y lantano. Antes de su descubrimiento de 1986, las cerámicas se consideraban estrictamente aislantes. Su hallazgo desató una carrera mundial por encontrar materiales que superconducieran por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido, lo que les valió el Premio Nobel de Física de 1987.فيزيائي ألماني اكتشف، إلى جانب كارل مولر في مختبر تابع لشركة IBM في زيورخ، الناقلية الفائقة عالية الحرارة في سيراميك أكسيد نحاس الباريوم واللانثانوم. وقبل اكتشافهما عام 1986، كان يُنظر إلى السيراميك على أنه عازل بحت. وقد أطلق إنجازهما سباقاً عالمياً للعثور على مواد تصبح فائقة الناقلية فوق نقطة غليان النيتروجين السائل، فنالا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1987.Um físico alemão que, ao lado de Karl Müller em um laboratório da IBM em Zurique, descobriu a supercondutividade de alta temperatura em uma cerâmica de óxido de cobre, bário e lantânio. Antes de sua descoberta de 1986, as cerâmicas eram consideradas estritamente isolantes. Seu avanço desencadeou uma corrida global por materiais que supercondutam acima do ponto de ebulição do nitrogênio líquido, rendendo-lhes o Prêmio Nobel de Física de 1987.एक जर्मन भौतिकविज्ञानी जिन्होंने, ज़्यूरिख में एक IBM प्रयोगशाला में कार्ल म्युलर के साथ मिलकर, एक बेरियम-लैंथनम कॉपर-ऑक्साइड चीनी-मिट्टी में उच्च-तापमान अतिचालकता की खोज की। 1986 की उनकी खोज से पहले, चीनी-मिट्टी को कड़ाई से कुचालक माना जाता था। उनकी सफलता ने उन सामग्रियों की खोज की एक वैश्विक होड़ को प्रज्वलित किया जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालन करती हैं, जिससे उन्हें 1987 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला।Seorang fisikawan asal Jerman yang, bersama Karl Müller di sebuah laboratorium IBM di Zurich, menemukan superkonduktivitas suhu tinggi pada keramik tembaga oksida barium-lantanum. Sebelum penemuan mereka pada 1986, keramik dianggap semata-mata sebagai isolator. Terobosan mereka memicu perlombaan global untuk menemukan material yang dapat berperilaku superkonduktif di atas titik didih nitrogen cair, mengantarkan mereka meraih Hadiah Nobel Fisika 1987.Un physicien allemand qui, aux côtés de Karl Müller, dans un laboratoire d'IBM à Zurich, découvrit la supraconductivité à haute température dans une céramique d'oxyde de cuivre, de baryum et de lanthane. Avant leur découverte de 1986, les céramiques étaient considérées comme des isolants stricts. Leur percée déclencha une course mondiale pour trouver des matériaux supraconducteurs au-dessus du point d'ébullition de l'azote liquide, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1987.ドイツの物理学者で、チューリッヒのIBM研究所でカール・ミュラーと共に、バリウム・ランタン銅酸化物のセラミックにおける高温超伝導を発見した。一九八六年の彼らの発見以前、セラミックは厳密に絶縁体と見なされていた。彼らの突破口は、液体窒素の沸点より上で超伝導を示す材料を見つける世界的な競争を引き起こし、一九八七年にノーベル物理学賞を授与された。Немецкий физик, который вместе с Карлом Мюллером в лаборатории IBM в Цюрихе открыл высокотемпературную сверхпроводимость в керамике на основе оксида бария-лантана-меди. До их открытия 1986 года керамика считалась исключительно изолятором. Их прорыв запустил мировую гонку за поиском материалов, сверхпроводящих выше точки кипения жидкого азота, и принёс им Нобелевскую премию по физике 1987 года.Ein deutscher Physiker, der gemeinsam mit Karl Müller in einem IBM-Labor in Zürich die Hochtemperatur-Supraleitung in einer Barium-Lanthan-Kupferoxid-Keramik entdeckte. Vor ihrer Entdeckung von 1986 galten Keramiken strikt als Isolatoren. Ihr Durchbruch löste ein weltweites Wettrennen aus, Materialien zu finden, die oberhalb des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff supraleitend sind, und brachte ihnen 1987 den Nobelpreis für Physik ein.취리히 IBM 연구소에서 카를 뮐러와 함께 바륨·란타넘 구리 산화물 세라믹에서 고온 초전도 현상을 발견한 독일의 물리학자. 1986년 그들의 발견 이전까지 세라믹은 철저히 절연체로 여겨졌다. 그들의 돌파구는 액체 질소의 끓는점 위에서 초전도를 보이는 물질을 찾으려는 세계적 경쟁에 불을 붙였고, 그들에게 1987년 노벨 물리학상을 안겼다.와 카를 뮐러가 합성 세라믹, 즉 바륨-란타넘 구리 산화물을 테스트했다. 세라믹은 보통 뛰어난 절연체다. 고압 송전선을 감싸는 데 사용된다. 그러나 이 세라믹은 35 켈빈에서 초전도체가 되었다.
A superconductivity experiment at liquid-helium temperature shows paired electrons throughIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
1년도 채 지나지 않아 다른 연구팀들이 종종 YBCO로 불리는 이트륨-바륨-구리 산화물을 발견했는데, 이것은 93 켈빈에서 제로 저항을 달성했다. 이것은 중요한 임계점이었다. 재료를 액체 질소로 냉각할 수 있다는 의미였는데, 액체 질소는 저렴하고 다루기 쉬우며 77 켈빈에서 끓는다. 이 '고온' cupratesConceptcupratesA class of complex ceramic materials, typically featuring layers of copper and oxygen atoms, that exhibit superconductivity at unusually high temperatures. Discovered in the 1980s, cuprates shattered the assumption that superconductivity was confined to near absolute zero. Decades later, the precise quantum mechanism that allows electrons to pair up in these materials remains largely unsolved.一类复杂的陶瓷材料，通常具有由铜与氧原子构成的层状结构，能在异常高的温度下表现出超导性。铜氧化物于二十世纪八十年代被发现，打破了超导现象只能局限于绝对零度附近的假设。数十年后，使这些材料中的电子得以配对的精确量子机制，在很大程度上仍是个未解之谜。Una clase de materiales cerámicos complejos, que suelen presentar capas de átomos de cobre y oxígeno y que exhiben superconductividad a temperaturas inusualmente altas. Descubiertos en la década de 1980, los cupratos hicieron añicos la suposición de que la superconductividad estaba confinada a temperaturas cercanas al cero absoluto. Décadas después, el mecanismo cuántico preciso que permite a los electrones emparejarse en estos materiales sigue siendo en gran medida un enigma.فئة من المواد السيراميكية المعقّدة، تتميّز عادة بطبقات من ذرات النحاس والأكسجين، وتُظهر ناقلية فائقة في درجات حرارة مرتفعة بصورة غير معتادة. واكتُشفت في ثمانينيات القرن العشرين، فحطّمت الكوبريتات الافتراض القائل بأن الناقلية الفائقة محصورة قرب الصفر المطلق. وبعد عقود، لا تزال الآلية الكمومية الدقيقة التي تتيح للإلكترونات الاقتران في هذه المواد دون حل إلى حد كبير.Uma classe de materiais cerâmicos complexos, tipicamente formados por camadas de átomos de cobre e oxigênio, que exibem supercondutividade a temperaturas excepcionalmente altas. Descobertos na década de 1980, os cupratos derrubaram a suposição de que a supercondutividade se restringia às proximidades do zero absoluto. Décadas depois, o mecanismo quântico preciso que permite aos elétrons se emparelharem nesses materiais permanece em grande parte sem solução.जटिल चीनी-मिट्टी सामग्रियों का एक वर्ग, जिसमें प्रायः ताँबे और ऑक्सीजन परमाणुओं की परतें होती हैं, और जो असामान्य रूप से उच्च तापमानों पर अतिचालकता प्रदर्शित करती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए, क्यूप्रेटों ने इस मान्यता को चूर-चूर कर दिया कि अतिचालकता परम शून्य के निकट तक सीमित थी। दशकों बाद भी, वह सटीक क्वांटम तंत्र जो इन सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों को जोड़े बनाने देता है, बड़े पैमाने पर अनसुलझा बना हुआ है।Sebuah kelas material keramik kompleks, yang umumnya menampilkan lapisan-lapisan atom tembaga dan oksigen, yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang luar biasa tinggi. Ditemukan pada 1980-an, kuprat meruntuhkan anggapan bahwa superkonduktivitas terbatas hanya di dekat nol mutlak. Beberapa dekade kemudian, mekanisme kuantum tepat yang memungkinkan elektron berpasangan dalam material-material ini sebagian besar masih belum terpecahkan.Une classe de matériaux céramiques complexes, comportant généralement des couches d'atomes de cuivre et d'oxygène, qui présentent une supraconductivité à des températures étonnamment élevées. Découverts dans les années 1980, les cuprates firent voler en éclats l'idée que la supraconductivité se limitait aux abords du zéro absolu. Des décennies plus tard, le mécanisme quantique précis qui permet aux électrons de s'apparier dans ces matériaux demeure en grande partie non élucidé.通常は銅と酸素の原子の層を特徴とし、異常に高い温度で超伝導を示す、複雑なセラミック材料の一群。一九八〇年代に発見された銅酸化物は、超伝導が絶対零度の近くに限られるという前提を打ち砕いた。数十年を経た今も、これらの材料の中で電子が対を成すことを可能にする正確な量子機構は、大半が未解明のままである。Класс сложных керамических материалов, обычно содержащих слои атомов меди и кислорода, которые проявляют сверхпроводимость при необычно высоких температурах. Открытые в 1980-х годах, купраты разрушили предположение, что сверхпроводимость ограничена областью вблизи абсолютного нуля. Десятилетия спустя точный квантовый механизм, позволяющий электронам спариваться в этих материалах, остаётся в значительной мере неразгаданным.Eine Klasse komplexer keramischer Materialien, die typischerweise Schichten aus Kupfer- und Sauerstoffatomen aufweisen und bei ungewöhnlich hohen Temperaturen Supraleitung zeigen. In den 1980er Jahren entdeckt, erschütterten die Cuprate die Annahme, Supraleitung sei auf die Nähe des absoluten Nullpunkts beschränkt. Jahrzehnte später bleibt der genaue Quantenmechanismus, der es Elektronen in diesen Materialien erlaubt, sich zu paaren, weitgehend ungelöst.대개 구리와 산소 원자의 층을 지닌, 비정상적으로 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는 복잡한 세라믹 물질의 한 부류. 1980년대에 발견된 큐프레이트는 초전도가 절대영도 근처에 국한된다는 가정을 산산이 깨뜨렸다. 수십 년이 지난 지금도 이 물질에서 전자가 짝을 이루게 하는 정확한 양자 기제는 거의 풀리지 않은 채로 남아 있다.는 실용적인 공학의 문을 열었다.
Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015PJRay · BY-SA 4.0
오늘날 초전도 전선은 MRI 기기의 전자석에 감겨, 일반 구리라면 녹아버릴 만한 자기장을 생성한다. CERN의 대형 강입자 충돌기는 27킬로미터 고리를 따라 양성자를 유도하기 위해 1만 개의 초전도 자석에 의존한다. 그리고 초전도 회로는 양자 컴퓨팅의 기반으로, 전기 저항의 부재가 큐비트의 섬세한 wavefunctionConceptwavefunctionThe central mathematical object of quantum mechanics, usually written as the Greek letter psi. It assigns a complex number to every possible configuration of a system, and the square of its magnitude gives the probability density of finding the system in that configuration on measurement. Whether the wavefunction is a real physical thing or merely a bookkeeping device for predictions remains contested.波函数，作为量子力学的核心数学对象，通常以希腊字母 ψ 表示。它为系统的每一种可能构型赋予一个复数，其模的平方则给出了在测量时发现系统处于该构型的概率密度。关于波函数究竟是一个真实的物理实体，还是仅仅是一种用于预测的工具，目前仍有争议。El objeto matemático central de la mecánica cuántica, usualmente escrito como la letra griega psi. Asigna un número complejo a cada posible configuración de un sistema, y el cuadrado de su magnitud da la densidad de probabilidad de encontrar el sistema en esa configuración en la medición. Si la función de onda es una entidad física real o meramente un artificio contable para las predicciones sigue siendo objeto de debate.الكائن الرياضي المركزي في ميكانيكا الكم، والذي يُرمز إليه عادةً بالحرف اليوناني بساي (ψ). تُسند عددًا مركبًا لكل تهيئة ممكنة للنظام، ويعطي مربع مقدارها كثافة الاحتمال للعثور على النظام في تلك التهيئة عند القياس. وما إذا كانت دالة الموجة كيانًا فيزيائيًا حقيقيًا أم مجرد أداة حسابية للتنبؤات، فلا يزال أمرًا محل خلاف.O objeto matemático central da mecânica quântica, geralmente escrito como a letra grega psi (ψ). Ele atribui um número complexo a cada configuração possível de um sistema, e o quadrado de seu módulo fornece a densidade de probabilidade de encontrar o sistema naquela configuração na medição. Se a função de onda é uma entidade física real ou meramente um artifício de cálculo para previsões, permanece contestado.क्वांटम यांत्रिकी की केंद्रीय गणितीय वस्तु, जिसे आमतौर पर ग्रीक अक्षर साई (ψ) के रूप में लिखा जाता है। यह किसी निकाय के प्रत्येक संभावित विन्यास को एक सम्मिश्र संख्या प्रदान करता है, और इसके परिमाण का वर्ग मापन पर उस विन्यास में निकाय को खोजने का प्रायिकता घनत्व देता है। क्या तरंग फलन एक वास्तविक भौतिक वस्तु है या केवल भविष्यवाणियों के लिए एक लेखा-जोखा उपकरण, यह अभी भी विवादास्पद बना हुआ है।Objek matematis sentral mekanika kuantum, yang biasanya ditulis sebagai huruf Yunani psi. Ia menetapkan bilangan kompleks untuk setiap konfigurasi sistem yang mungkin, dan kuadrat dari besarannya memberikan kerapatan probabilitas untuk menemukan sistem dalam konfigurasi tersebut saat pengukuran. Apakah fungsi gelombang itu adalah entitas fisik nyata atau sekadar perangkat pembukuan untuk prediksi masih diperdebatkan.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod littera Graeca ψ plerumque scribitur. Id omni configurationi possibili systematis numerum complexum tribuit, et quadratum magnitudinis eius densitatem probabilitatis praebet systema in ea configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec undae functio res physica vera sit an tantum instrumentum computationis ad praedictiones, controversum manet.量子力学の中心的な数学的対象であり、通常はギリシャ文字のプサイ (ψ) と書かれる波動関数は、システムのあらゆる可能な状態に複素数を割り当てる。その絶対値の二乗は、測定時にシステムがその状態にある確率密度を与える。波動関数が実在する物理的なものなのか、それとも単に予測のための計算上の道具に過ぎないのかについては、依然として議論の的となっている。Центральный математический объект квантовой механики, обычно обозначаемый греческой буквой пси. Он сопоставляет комплексное число каждой возможной конфигурации системы, а квадрат его модуля даёт плотность вероятности обнаружения системы в данной конфигурации при измерении. Является ли волновая функция реальной физической сущностью или всего лишь инструментом для учёта и предсказаний, остаётся предметом споров.Obiectum mathematicum centrale mechanicae quanticae, quod plerumque scribitur littera Graeca Ψ. Adsignat numerum complexum omni configurationi possibili systematis, et quadratum magnitudinis eius dat densitatem probabilitatis systema in illa configuratione per mensuram inveniendi. Utrum haec functio sit res physica vera an tantum instrumentum rationum habendarum ad praedicendum, controversum manet.양자 역학의 중심 수학적 대상이며, 보통 그리스 문자 프시(ψ)로 표기된다. 이것은 시스템의 모든 가능한 구성에 복소수를 할당하며, 그 크기의 제곱은 측정 시 해당 구성에서 시스템을 발견할 확률 밀도를 제공한다. 파동 함수가 실제 물리적 실체인지 아니면 예측을 위한 단순한 계산 도구인지에 대해서는 여전히 논쟁 중이다.을 계산을 수행할 만큼 충분히 오래 유지하는 데 도움을 준다.
우리가 아직 모르는 것들
우리는 고온 초전도체가 실제로 어떻게 작동하는지 모른다. 1957년의 바딘-쿠퍼-슈리퍼 이론은 수은, 납, 나이오븀 같은 전통적인 초전도체의 거동을 완벽하게 설명한다. 하지만 큐프레이트는 전혀 설명하지 못한다. 발견된 지 수십 년이 지난 지금도, 이 복잡하고 층층이 쌓인 세라믹 안에서 전자들이 어떻게 쌍을 이루는지는 응집 물질 물리학에서 가장 큰 미해결 문제 중 하나로 남아 있다.
A small black ceramic puck floats steadily above a ring magnet on a laboratory benchIllustration · AI-generated (FLUX.1-dev)
우리는 온도의 상한이 어디까지인지도 모른다. 최근 몇 년간 연구자들은 란타넘 데카하이드라이드 같은 수소 풍부 화합물을 이용해 실온에 가까운 온도에서 초전도성을 달성했다. 그러나 함정이 있다. 이 하이드라이드들은 지구 중심부에서 발견되는 것에 가까운 압력으로 다이아몬드 앤빌 속에서 압착될 때만 초전도 상태에 도달한다. 상압에서 실온으로 작동하는 초전도체는 여전히 완전히 요원한 일이다.
SuperconductivityHenry Mühlpfordt · CC BY-SA 3.0
그리고 그러한 물질이 물리적으로 가능한지조차 우리는 모른다. 만약 가능하다면, 그 결과는 엄청나다. 진정한 실온 초전도체는 전송 손실이 전혀 없는 국가 전력망, 무손실 에너지 저장, 그리고 저렴하고 보편적인 자기 부상을 의미하게 될 것이다.
절대영도는 마찰과 엔트로피의 일상적인 규칙이 정지된 고요한 곳이다. 우리는 여전히 그 고요함을 일상의 따스함 속으로 끌어올리려 애쓰고 있다.
Image sources & licenses (8)
Animation about the superconductivity discovery Graphs (animation) — Jubobroff, CC BY 3.0. Source (commons)
Superconducting Levitation at Google Solve for X — jurvetson, BY 2.0. Source (openverse)
Bardeen, J., Cooper, L. N., & Schrieffer, J. R. (1957). "Theory of Superconductivity." Physical Review 108, 1175.
Bednorz, J. G., & Müller, K. A. (1986). "Possible high Tc superconductivity in the Ba-La-Cu-O system." Zeitschrift für Physik B Condensed Matter 64, 189–193.
Drozdov, A. P., et al. (2015). "Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system." Nature 525, 73–76.
Tinkham, M. (1996). Introduction to Superconductivity. McGraw-Hill.
Production storyboard
The 90-second video script behind this article.
EN script
Cool some metals to near absolute zero and electricity flows forever. Zero resistance. Perpetual current. This is superconductivity—physics at its strangest. Normally, electrons flowing through metal collide with atoms, losing energy as heat. This is resistance—why wires get warm, why power lines lose energy over distance. But in 1911, Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes cooled mercury to 4 Kelvin—minus 269 Celsius—and resistance vanished completely. Electrons flowed without any loss whatsoever. Start a current in a superconducting ring and it will flow forever without external power. Experiments have shown currents persisting for years. This isn't normal physics. This is quantum mechanics on a large scale. In a superconductor, electrons pair up and move as a coordinated quantum fluid that ignores atomic obstacles. The pairs dance through the material in perfect synchronization. Superconductors also repel magnetic fields—this is why they levitate above magnets in famous demonstrations. We use superconductors in MRI machines—powerful magnets requiring zero resistance. Particle accelerators use them. Quantum computers need them. If we could achieve superconductivity at room temperature, we could transmit electricity across continents without loss, build hovering trains, create impossibly powerful magnets. We're getting closer. The perfect flow of electrons—physics promising miracles if we can just get cold enough.
HI script
Kuch metals ko absolute zero ke paas cool karo aur electricity forever flow karti hai. Zero resistance. Perpetual current. Ye hai superconductivity—physics apne strangest par.
Kuch metals ko absolute zero ke paas cool karo aur electricity forever flow karti hai. Zero resistance. Perpetual current. Ye hai superconductivity—physics apne strangest par. Normally, electrons jo metal se flow karte hain atoms se collide karte hain, heat ke roop mein energy lose karte hain. Ye hai resistance—isliye wires warm hote hain, power lines distance par energy lose karti hain. Par 1911 mein, Dutch physicist Heike Kamerlingh Onnes ne mercury ko 4 Kelvin tak cool kiya—minus 269 Celsius—aur resistance completely vanish ho gayi. Electrons bina kisi loss ke flow hue. Superconducting ring mein current start karo aur wo forever flow karega bina external power ke. Experiments mein currents years tak persist hue hain. Ye normal physics nahi hai. Ye quantum mechanics hai large scale par. Superconductor mein, electrons pair up karte hain aur coordinated quantum fluid ki tarah move karte hain jo atomic obstacles ko ignore karta hai. Pairs material ke through perfect synchronization mein dance karte hain. Superconductors magnetic fields repel bhi karte hain—isliye wo famous demonstrations mein magnets ke upar levitate karte hain. Hum superconductors MRI machines mein use karte hain—powerful magnets jinhe zero resistance chahiye. Particle accelerators inhe use karte hain. Quantum computers ko chahiye. Agar hum room temperature par superconductivity achieve kar sakte, hum electricity continents ke across bina loss ke transmit kar sakte, hovering trains bana sakte, impossibly powerful magnets create kar sakte. Hum closer ho rahe hain. Electrons ka perfect flow—physics miracles promise kar rahi hai agar hum sirf enough cold ho sakein.
01
1911 Leiden laboratory with mercury sample in cryostat
02
Copper wire heating under current showing resistance
03
Macro model of paired electrons in a superconductor
04
Ceramic puck levitating over magnet with nitrogen vapor
05
MRI magnet service room with superconducting coils
06
YBCO ceramic samples in a 1980s laboratory setting
