Žinoma, kad nuveikė – ir nemažai! Pirmieji vaisingai pasidarbavo broliai London‘ai (nors jie ir dirbo Oksforde, bet buvo vokiečiai, tad su Londono miestu turėjo mažai ką bendro). London‘ai 1935 m. sugebėjo užrašyti lygtis, iš kurių aiškiai matėsi, kad kažkas panašaus į Meisser‘io efektą privalo vykti. Be to, eksperimentiškai pastebėta, kad pakankamai stipri elektros srovė, tekanti superlaidininku, arba pakankamai stiprus magnetinis laukas, esantis šalia superlaidininko, superlaidumą panaikina. Šie labai svarbūs superlaidininkų taikymui dydžiai pavadinti atitinkamai kritiniu srovės ir magnetinio lauko stipriu (beje, temperatūra, kai medžiaga tampa superlaidi, vadinama kritine temperatūra). London‘ų lygtis leido kritinius srovę ir magnetinį lauką susieti – tad išmatavus vieną, nebereikėjo matuoti kito. Rezultatas neblogas, bet buvo aišku, kad iki teorijos, kuri atsakytų į visus „kodėl“ dar labai toli.

Bet visgi kodėl?

Kitą svarų indėlį supratimo link įkvėpė 1937 atrastas supertakumas (tekėjimo be trinties reiškinys) helyje. Tarybiniai mokslininkai Ginzburg‘as ir Landau 1950 m. pasiūlė teoriją, kad superlaidininkuose dalis elektronų tampa supertakūs (kaip kad helio atomai), todėl juda be pasipriešinimo ir lemia nulinę varžą. Ši teorija irgi buvo fenomenologinė, t.y. nepaaiškino superlaidumo iš pagrindų, nors ir veikė dar geriau negu London‘ų teorija. Naujasis pasiekimas kritinius dydžius leido apskaičiuoti net ir nevienalytėse sistemose (kur kas nors kinta erdvėje, pavyzdžiui, tik dalis bandinio yra superlaidi). Be to, pasidarė įmanoma prognozuoti naujus reiškinius. Verta paminėti, kad Landau-Ginzburgo teoriją kai kurie autoriai vadina „fizikinės intuicijos triumfu“, o Landau ir Ginzburgas, žinoma, gavo po Nobelio premiją.

Debesys mokslo padangėje

Tuo metu, kai buvo pasiūlyta Landau-Ginzburgo teorija, mokslininkų galvose sklandė keli faktai, kurie sunkiai lipo į bendrą visumą. Buvo žinoma, jog elektrą laidininkuose perduoda elektronai. Tačiau kritinė temperatūra priklausė ne tik nuo medžiagos, bet ir nuo jos izotopo (kiek neutronų yra medžiagos atomo branduolyje), o elektronams tai lyg ir neturėjo rūpėti. Antra vertus, superlaidininkų varža buvo lygiai nulis, o ne labai maža, kas buvo taip pat nesuderinama su įprastiniu elektronų elgesiu kietuose kūnuose. Žiūrint iš mūsų laikų perspektyvos, piršosi išvada, kad elektros srovę superlaidininkuose sudarė ne elektronų, o kažkokių kitokių dalelių srautas.

Paprasčiausia „kitokia“ dalelė yra dviejų elektronų pora. Deja, beveik kiekvienam fizikui aišku, kad elektronai stumia vienas kitą, nes jų krūvis yra vienodo ženklo („-“). Be to, elektronai priklauso dalelių klasei, moksliškai vadinamai „fermionais“, kurios grubiai tariant yra asocialios – nemėgsta būti kartu. Todėl kas jau kas, bet elektronai tai jau tikrai neatrodė linkę poruotis.

Žinoma, kad nuveikė – ir nemažai! Pirmieji vaisingai pasidarbavo broliai London‘ai (nors jie ir dirbo Oksforde, bet buvo vokiečiai, tad su Londono miestu turėjo mažai ką bendro). London‘ai 1935 m. sugebėjo užrašyti lygtis, iš kurių aiškiai matėsi, kad kažkas panašaus į Meisser‘io efektą privalo vykti. Be to, eksperimentiškai pastebėta, kad pakankamai stipri elektros srovė, tekanti superlaidininku, arba pakankamai stiprus magnetinis laukas, esantis šalia superlaidininko, superlaidumą panaikina. Šie labai svarbūs superlaidininkų taikymui dydžiai pavadinti atitinkamai kritiniu srovės ir magnetinio lauko stipriu (beje, temperatūra, kai medžiaga tampa superlaidi, vadinama kritine temperatūra). London‘ų lygtis leido kritinius srovę ir magnetinį lauką susieti – tad išmatavus vieną, nebereikėjo matuoti kito. Rezultatas neblogas, bet buvo aišku, kad iki teorijos, kuri atsakytų į visus „kodėl“ dar labai toli.

Bet visgi kodėl?

Kitą svarų indėlį supratimo link įkvėpė 1937 atrastas supertakumas (tekėjimo be trinties reiškinys) helyje. Tarybiniai mokslininkai Ginzburg‘as ir Landau 1950 m. pasiūlė teoriją, kad superlaidininkuose dalis elektronų tampa supertakūs (kaip kad helio atomai), todėl juda be pasipriešinimo ir lemia nulinę varžą. Ši teorija irgi buvo fenomenologinė, t.y. nepaaiškino superlaidumo iš pagrindų, nors ir veikė dar geriau negu London‘ų teorija. Naujasis pasiekimas kritinius dydžius leido apskaičiuoti net ir nevienalytėse sistemose (kur kas nors kinta erdvėje, pavyzdžiui, tik dalis bandinio yra superlaidi). Be to, pasidarė įmanoma prognozuoti naujus reiškinius. Verta paminėti, kad Landau-Ginzburgo teoriją kai kurie autoriai vadina „fizikinės intuicijos triumfu“, o Landau ir Ginzburgas, žinoma, gavo po Nobelio premiją.

Debesys mokslo padangėje

Tuo metu, kai buvo pasiūlyta Landau-Ginzburgo teorija, mokslininkų galvose sklandė keli faktai, kurie sunkiai lipo į bendrą visumą. Buvo žinoma, jog elektrą laidininkuose perduoda elektronai. Tačiau kritinė temperatūra priklausė ne tik nuo medžiagos, bet ir nuo jos izotopo (kiek neutronų yra medžiagos atomo branduolyje), o elektronams tai lyg ir neturėjo rūpėti. Antra vertus, superlaidininkų varža buvo lygiai nulis, o ne labai maža, kas buvo taip pat nesuderinama su įprastiniu elektronų elgesiu kietuose kūnuose. Žiūrint iš mūsų laikų perspektyvos, piršosi išvada, kad elektros srovę superlaidininkuose sudarė ne elektronų, o kažkokių kitokių dalelių srautas.

Paprasčiausia „kitokia“ dalelė yra dviejų elektronų pora. Deja, beveik kiekvienam fizikui aišku, kad elektronai stumia vienas kitą, nes jų krūvis yra vienodo ženklo („-“). Be to, elektronai priklauso dalelių klasei, moksliškai vadinamai „fermionais“, kurios grubiai tariant yra asocialios – nemėgsta būti kartu. Todėl kas jau kas, bet elektronai tai jau tikrai neatrodė linkę poruotis.

Komentarai (21)