السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
احبائي الكرام
اثناء بحثي على الشبكة وجدت هذا الموضوع والبحث الرائع فاردت نقله اليكم راجيا ان تجدوا فيه المتعه والفائدة ان شاء الله
ملخص :

أنهى الاكتشاف الجديد لمواد مغنطيسية، وهي في الوقت ذاته نواقل فائقة، الخلاف بين ظاهرتين فيزيائيتين كان يُعتقد في السابق أنهما متعارضتان.
تم الكشف عن الانتقال المباغت لمعدن إلى حالة النقل الفائق بالاختفاء التام للمقاومية الكهربائية في الدرجات المنخفضة من الحرارة. وبالفعل، فإن التيار في دارة نقل فائق مغلقة يستطيع أن يدور باستمرار بدون تخميد. واكتُشفت خاصّة أساسية أخرى لحالة النقل الفائق عام 1933 عندما أثبت والتر مايسنر W. Meissner وروبرت أوكسنفيلد R. Ochsenfeld أنّ النواقل الفائقة تطرد أي حقل مغنطيسي تتجاوز شدته قيمة حرجة ما .
تحاول كلّ من الناقلية الفائقة والمغنطيسية عادةً تجنب كل منهما الآخر، ويمكن أن تُسْتثمر هذه الميزة مثلاً لجعل مغنطيس يرتفع سابحاً في الهواء فوق الناقل الفائق. ومن أجل هذا فإن الاكتشاف الحديث للمركّبات، التي هي ذات مغنطيسية حديديّة وذات نقل فائق في الوقت نفسه، بدا وكأنه مفاجأة لكثير من الفيزيائيين.





الناقلية الفائقة الأحادية والثلاثية :

ابتدع كل من جون باردين J. Bardeen و ليون كوبر L. Cooper وروبرت شريفر R. Schrieffer النظرية المجهرية للناقليّة الفائقة عام 1957. ووِفْقَ هذه النظرية التي يطلق عليها اسم نظرية BCS تنتظم الإلكترونات لتشكل أزواجاً تعرف باسم أزواج كوبر Cooper Pairs نتيجة للتآثرات مع الشبيكة البلّورية في درجات الحرارة المنخفضة. لهذه الإلكترونيات في أزواج كوبر قيمٌ متعاكسة من الاندفاع، مما يعني بأن للأزواج نفسها بصورة عامة اندفاعاً زاوياً مدارياً يساوي الصفر. يقود تشكّل أزواج كوبر أيضاً إلى توليد فرجة طاقية ذات ناقلية فائقة، مما يعني بأن الإلكترونات المفردة لا تستطيع شغل حالات قريبة من سطح فِرمي Fermi. إن مثل هذه الفرجات الطاقية – التي تساوي بصورة أساسيّة الطاقة اللازمة لتحطيم أزواج كوبر – تبدو بوضوح كتناقص أسّي للحرارة النوعية والناقلية الحرارية عند درجة حرارة تعرف بالدرجة الحرجة .
نجحت نظرية BCS تماماً في تفسير معظم النواقل الفائقة، ولكن الاكتشاف، الذي تمّ عام 1986 لصنف جديد من المواد التي تنقل نقلاً فائقاً في درجات عالية من الحرارة، يبقى تحدّياً للنظريين، ولا يوجد هنالك حتى الآن تفسير نظريٌّ لا لبسَ فيه لهذه الظاهرة.
إنّ مشاهدة الناقلية الفائقة في النواقل العضوية ومنظومات الفِرميونات الثقيلة والروثينات والنواقل الفائقة المغنطيسية الحديدية الجديدة والأكثر حداثة تقدم حججاً قوية لوجود أنواع من الناقلية الفائقة أكثر غرابة. وبالفعل، فإن الناقلية الفائقة في المغانط الحديدية يجب أن تنتج من نوع مختلف لآلية التزاوج الإلكتروني، ففي هذه المواد تتجمع الإلكترونات، التي سبيناتها تتجه في الاتجاه نفسه، بعضها مع بعض لتشكيل أزواج كوبر ذات واحدة السبين والتي تقضي إلى ما يسمى بالناقلية الفائقة الثلاثية. وبالمقابل، تحصل الناقلية الفائقة العادية – والتي يطلق عليها اسم الناقلية الفائقة الأحادية – عندما ترتبط الإلكترونات ذات السبينات المتعاكسة مع بعضها لتشكيل أزواج كوبر لها اندفاع وسبين مساويان للصفر.







يستطيع الحقل المغنطيسي أن يحطّم الناقلية الفائقة الأحادية بطريقتين يطلق على الأولى اسم المفعول المداري وهي بكل بساطة مظهر لقوة لورنتس Lorentz. ولما كان الإلكترونات في أزواج كوبر لها اندفاعات متعاكسة، فإن قوة لورنتس تعمل في اتجاهات متعاكسة وتحطّم الأزواج. وتحصل الظاهرة الثانية التي تُدعى بمفعول المغنطيسية المسايرة عندما يحاول حقل مغنطيسي قوي أن يرصف سبينيّ الإلكترونين على منحى اتجاه الحقل.
تتحطّم الناقلية الفائقة الأحادية بالحقول التي هي أكبر من لكن مثل هذه الحقول لا تحطم الناقلية الفائقة الثلاثية لأنّه من الممكن لسبينيّ الإلكترونين أن يتجها في اتجاه الحقل نفسه. ويعني هذا أنّه من الممكن تحطيم الناقلية الفائقة بالمفعول المداري.


يتبع ...