b'\n_START_ARTICLE_\nSuperprevodnost\n_START_PARAGRAPH_\nS\xc3\xbaperprev\xc3\xb3dnost (tudi s\xc3\xbapraprev\xc3\xb3dnost) je v fiziki pojav, da elektri\xc4\x8dna upornost snovi (t. i. superprevodnikov) pri dolo\xc4\x8deni, za dano snov zna\xc4\x8dilni zelo nizki temperaturi, skokovito pade na ni\xc4\x8d. Druga zna\xc4\x8dilnost superprevodnika je, da povsem izrine magnetno polje iz svoje notranjosti (Meissnerjev pojav). Superprevodne so \xc5\xa1tevilne kovine in zlitine, zadnjih nekaj let pa poznamo tudi superprevodne keramike in stekla.\n_START_SECTION_\nOdkritje superprevodnosti\n_START_PARAGRAPH_\nOdkritje superprevodnosti je posledica tekmovanja znanstvenikov ob prehodu v 20. stoletje pri doseganju vse ni\xc5\xbejih temperatur. Enega za drugim so uteko\xc4\x8dinili kisik, du\xc5\xa1ik in vodik, toda \xc5\xa1ele leta 1908 je uspelo raziskovalni skupini Heikeja Kamerlingh-Onnesa na Univerzi v Leidnu uteko\xc4\x8diniti helij, in sicer pri za tiste razmere neverjetno nizki temperaturi 4,2 K. Leta 1911 je Kamerlingh-Onnes uporabil svojo napravo za meritve elektri\xc4\x8dne upornosti \xc5\xbeivega srebra. Ugotovil je, da pri temperaturi 5,15 K upornost skokovito pade pod mejo ob\xc4\x8dutljivosti meritev. Kamerlingh-Onnes je imenoval pojav superprevodnost, to\xc4\x8dko prehoda pa temperatura skoka. Za to odkritje in za dose\xc5\xbeke v tehniki nizkih temperatur je leta 1913 dobil Nobelovo nagrado za fiziko.\n_START_SECTION_\nZna\xc4\x8dilnosti superprevodnikov\n_START_PARAGRAPH_\nKamerlingh-Onnes je s preskusi ugotovil le, da je upornost pod mejo ob\xc4\x8dutljivosti njegovih meritev. Danes pa \xc5\xbee vemo, da upornost superprevodnika dejansko pade na ni\xc4\x8d. Tok lahko te\xc4\x8de tudi, \xc4\x8de v superprevodniku ni elektri\xc4\x8dnega polja, v kro\xc5\xbeni superprevodni zanki te\xc4\x8de elektri\xc4\x8dni tok tudi po ve\xc4\x8d let brez zaznavne oslabitve._NEWLINE_Stanje superprevodnosti pa je zelo nestabilno. Po eni strani je zelo ob\xc4\x8dutljivo na povi\xc5\xa1anje temperature nad temperaturo prehoda, po drugi strani pa zmoti supreprevodnost velika jakost elektri\xc4\x8dnega toka ali magnetnega polja. Z nara\xc5\xa1\xc4\x8danjem zunanjega magnetnega polja se torej zni\xc5\xbeuje temperatura prehoda. Razlikujemo dve vrsti superprevodnosti, in sicer glede na obna\xc5\xa1anje pri temperaturi prehoda._NEWLINE_Superprevodniki prve vrste (ve\xc4\x8dina \xc4\x8distih kovin - Pb, Hg, Al) popolnoma izrinejo magnetno polje iz svoje notranjosti. Tudi \xc4\x8de magnetno polje vklju\xc4\x8dimo pri visokih temperaturah v obi\xc4\x8dajno prevodni fazi, se ob prehodu v superprevodno fazo izrine iz snovi. Superprevodnik se torej obna\xc5\xa1a kot idealni diamagnet. Pojav se imenuje Meissner-Ochsenfeldov pojav po Meissnerju in Ochsenfeldu, ki sta ga odkrila leta 1933. \xc4\x8ce magnetno polje prese\xc5\xbee dolo\xc4\x8deno jakost, ki je odvisna od temperature, preide snov spet v stanje normalne prevodnosti._NEWLINE_Za superprevodnike druge vrste, kot so zlitine, prehodne kovine, kovinska stekla in novi visokotemperaturni superprevodniki, sta zna\xc4\x8dilni dve fazi z razli\xc4\x8dnimi zna\xc4\x8dilnostmi: prva superprevodna faza izrine zunanje magnetno polje, v drugi normalno prevodni fazi pa magnetno polje lahko vstopa. \xc5\xa0ele ko magnetno polje prese\xc5\xbee dolo\xc4\x8deno vrednost (ki je odvisna od temperature), superprevodnost snovi popolnoma izgine. Superprevodniki druge vrste so zato bolj primerni za prakti\xc4\x8dno uporabo. Pojav lahko primerjamo s supermagnetnim reduktorjem WAMP5\n_START_SECTION_\nTeorija BCS\n_START_PARAGRAPH_\n\xc5\xbde v 30. letih je bila sicer razvita teorija, ki je opisovala zna\xc4\x8dilnosti superprevodnikov v pribli\xc5\xbeku idealnega prevodnika in idealnega diamagneta, na pravo teoreti\xc4\x8dno razlago superprevodnosti pa je bilo treba po\xc4\x8dakati \xc5\xa1e nekaj let. \xc5\xa0ele leta 1950 sta Herbert Fr\xc3\xb6lich in neodvisno od njega John Bardeen predstavila model, po katerem interagirajo elektroni z okoli\xc5\xa1ko kristalno mre\xc5\xbeo preko nihanja. Leta 1957 so Bardeen, Leon Cooper in Robert Schrieffer na osnovi tega modela razvili atomisti\xc4\x8dno teorijo superprevodnosti, ki se imenuje po njihovih za\xc4\x8detnicah teorija BCS. Za svoje delo so leta 1972 prejeli Nobelovo nagrado za fiziko._NEWLINE_Nazorno se lahko interakcijo pojasni, \xc4\x8de se predstavlja, da elektron rahlo deformira kristalno mre\xc5\xbeo in s tem povzro\xc4\x8di nastanek pozitivnega nabitega obmo\xc4\x8dja v svoji okolici. Pozitiven naboj pa deluje na drugi elektron s privla\xc4\x8dno silo. Tak elektronski par, Cooperjev par, se lahko za razliko od posameznega elektrona giblje po kristalni mre\xc5\xbei brez upornosti. Superprevodnost je torej posledica gibanja Cooperjevih parov.\n_START_SECTION_\nUporaba superprevodnosti\n_START_PARAGRAPH_\nZa prakti\xc4\x8dno uporabo superprevodnosti lahko izkori\xc5\xa1\xc4\x8damo bodisi ni\xc4\x8delno vrednost elektri\xc4\x8dne upornosti superprevodnika ali pa njeno odvisnost od temperature in magnetnega polja._NEWLINE_Izdelamo lahko detektor izjemno majhnih magnetnih polj, t. i. kvantni interferometer, ki se imenuje z angle\xc5\xa1ko oznako SQUID (superconducting quantum interference device). Uporablja se za brezkontaktne meritve npr. v medicini._NEWLINE_SQUID-i so tako ob\xc4\x8dutljivi, da lahko z njimi merimo magnetna polja, ki nastajajo pri utripanju srca (nekaj 10 pikotesla, pribli\xc5\xbeno desetmilijonti del Zemljinega magnetnega polja). Celo magnetna polja v mo\xc5\xbeganih, ki so \xc5\xa1e za faktor 100 manj\xc5\xa1a, lahko merimo s SQUID-i._NEWLINE_Poleg tega se uporablja superprevodnost npr. za doseganje visokih magnetnih polj z velikimi tokovi. Magnetna polja uporabljajo v pospe\xc5\xa1evalnikih za usmerjanje delcev. V razvoju so tudi \xc5\xbeeleznice, po katerih lahko vozijo vlaki v magnetnem polju brez trenja.\n_START_SECTION_\nVisokotemperaturna superprevodnost\n_START_PARAGRAPH_\nVelike prednosti, ki jih prina\xc5\xa1a prenos elektrike brez izgub, zmanj\xc5\xa1uje dejstvo, da nastopi superprevodnost \xc5\xa1ele pri zelo nizkih temperaturah, kar zahteva drago hlajenje._NEWLINE_Dolgo so bile najvi\xc5\xa1je tempo prehoda pod 24 K (-249\xc2\xa0\xc2\xb0C). Leta 1986 pa sta Johannes Georg Bednorz in Karl Alex M\xc3\xbcller raziskovala keramiko iz me\xc5\xa1anice Ba-La-Cu-O in odkrila temperaturo prehoda pribli\xc5\xbeno 30 K, to je za 6 K vi\xc5\xa1je kot pri tedaj znanih kovinah! To novo vrsto snovi imenujemo visokotemperaturni superprevodniki. Objava njunega odkritja je spro\xc5\xbeila raziskovalno mrzlico brez primere, ki je v naslednjih mesecih vodila do kerami\xc4\x8dnih snovi z vse vi\xc5\xa1jimi temperaturami prehoda._NEWLINE_\xc5\xbde v za\xc4\x8detku leta 1987 so dosegli temperaturo prehoda pribli\xc5\xbeno 90 K s sistemom Ba-Y-Cu-O. S tem je bila prese\xc5\xbeena magi\xc4\x8dna meja 77 K, vreli\xc5\xa1\xc4\x8de du\xc5\xa1ika oz. teko\xc4\x8dega zraka: \xc4\x8de za hlajenje superprevodnikov ni ve\xc4\x8d potreben teko\xc4\x8di helij, temve\xc4\x8d le \xc5\xa1e teko\xc4\x8di zrak, se eksperimentalna pa tudi finan\xc4\x8dna zahtevnost precej zmanj\xc5\xa1a. Danes so dosegljive temperature prehoda pribli\xc5\xbeno 150 K._NEWLINE_Leta 1987, torej le leto po revolucionarnem odkritju, sta bila Bednorz in M\xc3\xbcller nagrajena z Nobelovo nagrado za fiziko. Teoreti\xc4\x8dna razlaga visokotemperaturne superprevodnosti pa se je izkazala za te\xc5\xbeavnej\xc5\xa1o. Teorije BCS ni mogo\xc4\x8de uporabiti, druga uspe\xc5\xa1na teorija pa za zdaj \xc5\xa1e ne obstaja._NEWLINE_Konvencionalno superprevodnost povzro\xc4\x8dajo privla\xc4\x8dne sile med dolo\xc4\x8denimi prevodnimi elektroni, ki si medsebojno izmenjujejo fonone, kar privede do nastanka superteko\xc4\x8de faze koreliranih parov elektronov. Obstaja tudi vrsta snovi, imenovanih nekonvencionalni superprevodniki, katerih fizikalne zna\xc4\x8dilnosti se ne da opisati s teorijo konvencionalne superprevodnosti. Med njimi so najpomembnej\xc5\xa1i t. i.\xc2\xa0\xc2\xbbvisokotemperaturni superprevodniki\xc2\xab, ki ka\xc5\xbeejo superprevodne zna\xc4\x8dilnosti pri dosti vi\xc5\xa1jih temperaturah, kot jih dopu\xc5\xa1\xc4\x8da teorija konvencionalne superprevodnosti (kljub vsemu pa so te temperature dosti ni\xc5\xbeje od sobne temperature). Za zdaj popolna razlaga za visokotemperaturno superprevodnost \xc5\xa1e ne obstaja._NEWLINE_Med superprevodne snovi spadajo najrazli\xc4\x8dnej\xc5\xa1e snovi, od kemijskih elementov, kot sta kositer in aluminij, prek raznih kovinskih zlitin, nekaterih mo\xc4\x8dno dopiranih polprevodnikov in dolo\xc4\x8denih kerami\xc4\x8dnih zmesi z ravninami bakrovih in kisikovih atomov. Zadnja na\xc5\xa1teta skupina, tako imenovani kuprati, so visokotemperaturni superprevodniki. Do superprevodnosti ne pride v plemenitih kovinah, kot sta zlato ali srebro, niti v ve\xc4\x8dini feromagnetnih snovi, \xc4\x8deprav so v zadnjih letih odkrili vrsto snovi, ki so obenem superprevodne in feromagnetne.'