رشد فیزیک

فیزیک و آموزش فیزیک

نوبل فیزیک سال 2003

           Nobel prize goes to low-temperature theorists
                                      

آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزه نوبل فیزیک سال 2003  را «به پیشگامان تئوری ابررسانا و ابر شاره ها» مشترکا به 1 - آلکسی آبریکوسف از آزمایشگاه ملی آرگون ایلی نویز آمریکا 2 - ویتالی گینزبرگ از انستیتو فیزیک لبدف مسکو در روسیه و 3 - آنتونی لگت از دانشگاه ایلی نویز اوربانای آمریکا تعلق گرفت. جایزه نوبل فیزیک امسال به سه فیزیکدانی تعلق گرفت که تلاش های ارزشمندی در مورد دو پدیده فیزیک کوانتومی یعنی ابررسانایی و ابرشارگی انجام دادند. مواد ابر شاره کاربردهای متعددی دارند، برای مثال از این مواد در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی MRI که در آزمایشات پزشکی کاربردهای فراوانی دارند  و شتاب دهنده های ذرات که در فیزیک بسیار کاربرد دارند، استفاده می شود.

با شناخت خواص مایعات ابر شاره، می توان به بینش دقیق تری از نحوه رفتار ماده در پایین ترین و منظم ترین سطح دست یافت. در دماهای بسیار پایین (چند درجه بالاتر از صفر مطلق) جریان الکتریکی در بعضی از فلزات بدون هیچ گونه مقاومتی عبور می کند. در عین حال مواد ابر شاره  خاصیت دیگری نیز دارند و می توانند باعث تغییر کامل یا  جزیی در شار مغناطیسی شوند. مواردی که باعث می شوند شار مغناطیسی به طور کامل تغییر کند، ابررساناهای نوع اول نام دارند و تئوری تشریح کننده این خواص، جایزه نوبل یک سال 1972 را به خود اختصاص داد. هر چند این تئوری که برپایه مفهوم زوج الکترون ها بود به اثبات رسید، اما برای تشریح خواص ابررسانایی موادی که از لحاظ فناوری اهمیت زیادی داشتند کافی به نظر نمی رسید. ابررساناهای نوع دوم خاصیت ابررسانایی و مغناطیسی را به طور همزمان دارا هستند، یعنی در میدان های مغناطیسی شدید ابررسانا باقی می مانند. آلکسی آبریکوسوف توانست این پدیده را از لحاظ نظری به طور موفقیت آمیز تشریح کند.

آغاز کار وی با تئوری ویتالی  گینزبرگ بود که برای ابررساناهای نوع اول تنظیم شده بود، اما او توانست طوری این تئوری را تکمیل کند که برای ابررساناهای نوع دوم هم معتبر باشد. هر چند این تئوری ها در دهه 1950 ارائه شده است اما با توسعه سریع علم مواد و پیدا شدن خواص کاملا جدید، اهمیتی دوباره یافت.

رفتار ابرسانای نوع I و ابرسانای نوع II در حضور میدان مغناطیسی قوی

 

تصویری از یک شبکه ابریکسوف در میدان الکترون ( ابرسانای نوع II

 

تصویر MRI از مغز یک انسان

 تشکیل زوج در ابرشاره هلیوم 3 که با تشکیل زوج کوپر در ابررساناها متفاوت است. خواص مغناطیس اتمهای هلیوم با هم جمع میشود در حالیکه زوج الکترون بر خلاف هم عمل می کنند.

 

 ابرشارگی هلیوم 3 در سه فاز A, A1وB که به ترتیب مربوط به دما ، فشار و میدان مغناطیسی است میتواند رخ دهد

 

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ٩:٢٦ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٢/٧/۱٦
تگ ها :