Mi a szupravezető?
A szupravezetők olyan anyagok, amelyek ellenállás nélkül vezetik az elektromosságot. Ez azt jelenti, hogy az olyan ismertebb vezetőkkel ellentétben, mint a réz vagy az acél, a szupravezető korlátlan ideig képes áramot vezetni anélkül, hogy energiát veszítene. Számos más nagyon fontos tulajdonságuk is van, például az, hogy egy szupravezetőn belül nem létezhet mágneses mező.

A szupravezetők már drasztikusan megváltoztatták az orvostudomány világát az MRI-készülékek megjelenésével, ami a feltáró műtétek számának csökkenését jelentette. Az energiaszolgáltatók, az elektronikai vállalatok, a hadsereg, a közlekedés és az elméleti fizika mind nagy hasznot húztak ezen anyagok felfedezéséből.

A szupravezetők legnagyobb sikeres alkalmazásai a mai napig a mágneses rezonancia képalkotó (MRI) rendszerekben használt nagy teljesítményű elektromágnesek (több mint 22 000 MRI mágnes készült) és kutatási mágnesek, valamint a nagy energiájú fizikai kísérletekben használt RF gyorsító üregek.

A szupravezetők rövid története

A szupravezető anyag első felfedezésére 1911-ben került sor, amikor egy Heike Kammerlingh Onnes nevű holland tudós, aki egyben az első ember volt, aki a héliumot cseppfolyósította, és 1,7 kelvin (K) hőmérsékletet ért el.

Az 1960-as években két, egymástól független, szorosan egymás mellett tett felfedezés egy új korszakot nyitott meg, amelyben gyakorlati szupravezető eszközöket fejlesztettek ki és hoztak forgalomba: az egyik az NbTi szupravezető felfedezése volt, amely az első anyagot biztosította a szupravezető huzalok és alakos alkatrészek gyakorlati gyártásához; a másik a Josephson-átmenet volt, amely a mai napig számos egyedülálló elektronikus eszköz alapját képezi.

A NbTi és a hasonló anyagok hatalmas sikere ellenére a szupravezetők még szélesebb körű alkalmazását korlátozta a nagyon alacsony hőmérsékletre (1,5 – 5K)folyékony héliummal történő hűtés követelménye.

1986 végén J. Georg Bednorz és K. Alexander Müller, az IBM zürichi laboratóriumának két kutatója felfedezett egy olyan oxid anyagot, amely 30K-nál szupravezető. Ez a két kutató 1987-ben fizikai Nobel-díjat kapott munkájukért. Ezután 1987-ben Paul Chu a Houstoni Egyetemen felfedezte az YBCO-t, amely már 90K-nál szupravezetővé vált. Mivel a 90K-t folyékony nitrogénnel, egy gyakori ipari hűtőközeggel lehet elérni, ezek a felfedezések először nyitották meg az eszközök sokkal szélesebb körének lehetőségét. A következő hónapokban a BSCCO és a TBCCO felfedezésével a szupravezetők átmeneti hőmérséklete 127K-ra emelkedett.

Ezeknek a “magas hőmérsékletű szupravezetőknek” a felfedezése hatalmas érdeklődést váltott ki, és egy egész iparág alakult ki, amely ezen anyagok és alkalmazásaik kutatásával és kereskedelmi fejlesztésével foglalkozik. Napjainkban az eszközök hatalmas skálája van fejlesztés alatt mind az alacsony, mind a magas hőmérsékletű szupravezetőkkel kapcsolatban.

A nemzetközi verseny erős ezekben az anyagokban, és a jelenlegi erőfeszítések az elektronikai, kommunikációs, energetikai, orvostechnikai, közlekedési, katonai és anyagfeldolgozó ipar számos területét érintik.