Meissner–Ochsenfeld-effektus

A Meissner–Ochsenfeld-effektus a szupravezetés jelenségével kapcsolatos.

Két német fizikus, Walter Meissner (1882–1974) és Robert Ochsenfeld (1901–1993) kísérletekkel bizonyította, hogy a szupravezetők, melyeket addig csak ideális vezetőknek tartottak, ideális diamágneses anyagok is. 1933-ban Meissner és Ochsenfeld felfedezték, hogy a szupravezetők kiszorítják magukból a mágneses teret. A külső mágneses tér bizonyos mértékéig, az ún. kritikus mágneses mezőig a szupravezetők teljesen kiszorítják magukból a mágneses fluxust.

Ezt a jelenséget Meissner–Ochsenfeld-effektusnak vagy Meissner-hatásnak nevezik. (A szakirodalom sokszor a rövidebb Meissner-effektus nevet használja.) Ha a szupravezetőt gyenge mágneses térbe (H) helyezik, a tér csak egy minimális λ távolságra hatol be a szupravezetőbe, ez az úgynevezett behatolási mélység, ami után a mágneses térerősség nullára csökken. A legtöbb szupravezető esetén ez a mélység 100 nanométeres nagyságrendű.

A Meissner-Ochsenfeld effektus könnyen összekeverhető az ideális vezetők diamágnesességével: Lenz törvénye szerint a változó mágneses tér áramot indukál a vezetőben, és ezen áram által keltett mágneses tér pontosan az áramot létrehozó hatás ellen dolgozik. A Meissner-Ochsenfeld effektus abban különbözik ettől, hogy a szupravezető az összes mágneses teret kizárja – nem csak a változó teret – ha kritikus hőmérséklet alá hűtjük.

A Meissner-effektust a London-egyenletek egyike írja le. Az egyenlet szerint a szupravezető belseje felé haladva a mágneses tér exponenciálisan csökken:

$\nabla ^{2}\mathbf {H} =\lambda ^{-2}\mathbf {H} \,$

A Meissner-effektus megszűnik, ha a mágneses tér túl nagy:

• I. típusú szupravezetőknél a szupravezetés azonnal megszűnik, ha a térerő a H_c kritikus térerősség feletti. Az anyag geometriájától függően megjelenhet egy köztes állapot, ahol normál és szupravezető részek váltják egymást az anyagban.

• II. típusú szupravezetőknél két kritikus térerő is létezik: egy H_c1 értéket meghaladva a szupravezető kevert állapotba jut, ahol a tér ugyan behatol az anyagba, de az ellenállás nélküli vezetés nem szűnik meg (amíg nem túl nagy az áram). A H_c2 második kritikus értéket meghaladva a szupravezetés teljesen megszűnik. Ezt a kevert állapotot az elektronpárok áramában fellépő örvények okozzák

Külső hivatkozások szerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Meissner–Ochsenfeld-effektus témájú médiaállományokat.