ผู้ใช้:Kanaspisit/ทดลองเขียน
สมบัติของสถานะนำยวดยิ่ง[แก้]
จากประวัติการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับสมบัติของตัวนำยวดยิ่งพบว่าในสถานะนำยวดยิ่งตัวนำยวดยิ่งจะมีสมบัติที่พิเศษกว่าในสถานะปกติหลายประการโดยในบทความนี้จะนำเสนอสมบัติที่สำคัญๆของตัวนำยวดยิ่งได้ดังนี้
1.ความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใด
เมื่อลดอุณหภูมิของตัวนำยวดยิ่งจนถึงอุณหภูมิวิกฤต จะมีการเปลี่ยนสถานะจากสถานะปกติไปเป็นสถานะนำยวดยิ่งทำให้ค่าความต้านทานไฟฟ้ามีค่าลดลงเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใด เช่น การทดลองวัดความต้านทานไฟฟ้าของปรอทที่อุณหภูมิต่าง ๆ พบว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 4.2 เคลวิน ความต้านทานไฟฟ้าของปรอทจะเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใด ดังนั้น สามารถกล่าวได้ว่าปรอทมีสมบัติเป็นตัวนำยวดยิ่งที่มีอุณหภูมิวิกฤตเท่ากับ 4.2 เคลวิน
2.ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก ถ้านำตัวนำยวดยิ่งรูปวงแหวนวางในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก จากนั้นลดอุณหภูมิจนต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตแล้วเอาสนามแม่เหล็กออก ตามหลักการเหนี่ยวนำไฟฟ้าของฟาราเดย์จะมีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้น จึงมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงแหวน แต่เนื่องจากตัวนำยวดยิ่งไม่มีความต้านทานไฟฟ้าดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียพลังงาน กระแสไฟฟ้านี้จะสามารถไหลวนอยู่ในวงแหวนนี้ได้ตลอดไปโดยไม่สูญหายเราเรียกกระแสไฟฟ้านี้ว่า กระแสยืนยง (Persistant current) (File and Mills, 1963; Buckel, 1991) และฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลวนนี้จะถูกกักอยู่ภายในวงแหวนของตัวนำยวดยิ่ง โดยจะมีค่าเท่ากับ nħc/2e โดยที่ n จะมีค่าเป็นจำนวนเต็มคือเท่ากับ 1,2,3,... ตามลำดับ เมื่อ ħ = h/2¶ และ h เป็นค่าคงตัวของพลังค์
3.ปรากฏการณ์ไอโซโทป จากการทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิวิกฤตกับมวลไอโซโทป (M) ค่าต่าง ๆ ของธาตุที่เป็นตัวนำยวดยิ่ง พบว่าสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้ดังสมการ Mα Tc = ค่าคงตัว ความสัมพันธ์ดังกล่าวทำให้รู้ว่าการสั่นของแลตทิซและอันตรกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับแลตทิซมีผลทำให้เกิดสถานะยวดยิ่งตามทฤษฎี BCS
4.ปรากฏการณ์ไมสเนอร์ ปรากฏการณ์ไมสเนอร์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการนำตัวนำยวดยิ่งในสถานะปกติไปวางในสนามแม่เหล็กอ่อนๆ พบว่าจะไม่มีปรากฏการณืพิเศษใดๆเกิดขึ้นแต่ถ้าตัวนำยวดยิ่งในสถานะนำยวดยิ่งไปวางในสนามแม่เหล็กอย่างอ่อนจะแสดงสมบัติเป็นแม่เหล็กไดอาแบบสมบูรณ์ (Perfect diamagnet) ที่ให้สนามแม่เหล็กภายในตัวนำยวดยิ่งมีค่าเป็นศูนย์เส้นแรงแม่เหล็กจะถูกผลักออกจากตัวนำยวดยิ่งอย่างสมบูรณ์ จากปรากฏการณ์นี้ถ้าทำการทดลองในแนวดิ่งโดยวางตัวนำยวดยิ่งเหนือแม่เหล็กหรือวางแม่เหล็กเหนือตัวนำยวดยิ่งเมื่อลดอุณหภูมิจนต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตเส้นแรงแม่เหล็กจะถูกผลักออกมาจากตัวนำยวดยิ่งทำให้ความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กรอบๆ ตัวนำยวดยิ่งมีค่าไม่สม่ำเสมอเกิดแรงผลักขึ้นระหว่างตัวนำยวดยิ่งกับแม่เหล็ก และถ้าวัสดุตัวบนมีน้ำหนักไม่มากก็สามารถถูกยกลอยขึ้นได้เรียกว่าเกิด การยกตัวด้วยแม่เหล็ก (Magnetic levitation)
5.ปรากฏการณ์โจเซฟสัน ปรากฏการณ์โจเซฟสันเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการนำตัวนำยวดยิ่งต่างชนิดกันมาวางประกบกันโดยมีฉนวนบางๆ คั่นอยู่ตรงกลางและสามารถเกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านฉนวนได้ เมื่อตัวนำยวดยิ่งอยู่ในสถานะตัวนำยวดยิ่งทั้งนี้เกิดจากการที่ตัวนำไฟฟ้าในตัวนำยวดยิ่งเกืดการจับคู่ของอิเล็กตรอนและในตัวนำยวดยิ่งต่างชนิดกันจะมีเฟสของตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดปรากฏการณ์ทะลุผ่านแผ่นฉนวนได้โดยสามารถแบ่งเป็นสองรูปแบบ คือ 1.ปรากฏการร์โจเซฟสันกระแสตรง คือ ปรากฏการร์ที่มีกระแสไฟฟ้าแบบไฟฟ้ากระแสตรงไหลผ่านบริเวณรอยต่อแม้ว่าจะไม่มีสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กกระทำต่อระบบเลย 2.ปรากฏการร์โจเซฟสันกระแสสลับ คือปรากฏการร์ที่มีกระแสไฟฟ้าแบบไฟฟ้ากระแสสลับไหลผ่านบริเวณรอยต่อ เกิดจากการให้ศักย์ไฟฟ้าแบบไฟฟ้ากระแสตรง (Us) แก่ระบบ แล้วทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าวิ่งข้ามรอยต่อสลับไปมาด้วยความถี่สูง (f) ตามสมการ f = 2eUs/h จากความสัมทพันธ์นี้พบว่าคู่ของอิเล็กตรอนมีความสำคัญต่อสถานะยวดยิ่ง