O’ta o’tkazuvchanlik

Kamerling – Onnes tajribasining tahlili

O’tkazgichlarning qarshiligi haroratga bog’liq. Harorat pasayishi bilan metallarning qarshiligi kamayadi. Harorat absolyut nolga intilganda nima bo’ladi?

1911 yilda gollandiya fizigi Kamerling-Onnes o’ta o’tkazuvchanlik deb atalgan ajoyib hodisani kashf etdi. U simobni suyuq geliyda sovitganda simobning qarshiligi boshda asta-sekin o’zgarishini, so’ngra harorat 4,1K ga yetganda sakrab birdaniga nolga tushib qolishini aniqladi. Bu hodisa o’ta o’tkazuvchanlik deb ataldi. Keyinchalik ko’pgina boshqa o’ta o’tkazgichlar kashf etildi.

O’ta o’tkazuvchanlik hodisasi 25K dan yuqori bo’lmagan juda past haroratlarda yuz beradi. Forzatsdagi jadvalda ba`zi moddalarning o’ta o’tkazuvchanlik holatiga o’tish haroratlari ko’rsatilgan.

Agar o’ta o’tkazuvchan holatda bo’lgan halqa shaklidagi o’tkazgichda tok hosil qilib, keyin manba olib qo’yilsa, istagancha uzoq vaqt davomida bu tok kuchi o’zgarmaydi. O’ta o’tkazuvchan bo’lmagan odatdagi o’tkazgichda bu holda tok to’xtab qoladi.

Ayni paytda esa olimlar o’ta o’tkazgichlar yordamida energiya taqchilligi muammosini hal etishga harakat qilayaptilar. Bunda esa asosan tabiiy hodisalar, fizikaviy qonunlarga tayanilmoqda.

Ma`lumki, tabiatdagi o’zaro ta`sir bu atom yadrolaridagi neytron va protonni bog’lovchi yadroviy kuchlar ta`siridir. Bu issiqlik energiyasida bir million gradusga teng. Shuncha miqdordagi ulkan energiyani quyosh bir necha milliard yillardan buyon tarqatmoqda. Bu vodoroddan geliy yadrosining sintezlanishi tufaylidir. Agar yer sharoitida ham ushbu tajriba amalga oshirilsa insoniyatning butun kelajagi uchun energetika muammosi yechilgan bo’lardi.

Mazkur sohada termoyadro yo’nalishida keng ilmiy tadqiqotlar olib borilmoqda. Chunonchi, kichik sun`iy quyosh deya nom olgan termoyadro qurilmalari ("Tokomak")da hosil bo’lgan issiq plazmani ushlab turishda kuchli magnit maydoni bilan chegaralangan qobiqdan foydalaniladi.

Bunday kuchli magnit maydonlarini esa faqatgina o’ta o’tkazgichlardan tayyorlangan o’ramlar vositasidagina hosil qilish mumkin.

O’ta o’tkazgichlar amalda keng qo’llaniladi. Masalan, chulg’ami o’ta o’tkazuvchan bo’lgan quvvatli elektromagnitlar qurilyapti, bular uzoq muddat davomida energiya sarflamasdan magnit maydonni hosil qila oladi. Chunki o’ta o’tkazuvchan chulg’amda issiqlik ajralib chiqmaydi.

Biroq o’ta o’tkazuvchan magnit yordamida juda kuchli magnit maydonni hosil qilib bo’lmaydi. Juda kuchli magnit maydon o’ta o’tkazuvchanlik holatini buzadi. Bunday maydonni o’ta o’tkazgichning o’zidagi tok hosil qila oladi. Shu sababli o’ta o’tkazuvchan holatdagi har bir o’tkazgich uchun tok kuchining kritik qiymati mavjud: o’ta o’tkazuvchanlik holatini buzmasdan tok kuchini bu kritik qiymatdan orttirib bo’lmaydi.

O’ta o’tkazuvchan magnitlar elementar zarralarni tezlashtiruvchi qurilmalarda, magnitogidrodinamik generatorlarda (MGD-generatorlarda) va hokazolarda ishlatiladi; MGD-generatorlar magnit maydonda harakatlanadigan qizigan va ionlashgan gaz oqimining mexanik energiyasini elektr energiyaga aylantiradi.