先週、韓国の研究チームが常温超伝導に関する論文を発表し、偶然にも世界的な超伝導ブームを巻き起こしたが、今日はその熱に乗じて超伝導の歴史も紹介しよう！
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なぜ超伝導にそれほど期待しているなのか？
超伝導体は、ある条件下では抵抗ゼロを示し、磁場を完全にはじくことができる驚くべき物理現象である。 つまり、電流の伝達プロセスに人為的な介入がない限り、電流が減衰することはなく、送電線におけるすべての送電ロスをなくし、発電の必要性を劇的に減らすことができる。
この分野の発展には、多くの著名な科学者、重要な実験的発見、理論的ブレークスルーがつきまとう。 超電導の歴史を探り、神秘的な現象から徐々に明らかにされ、応用されてきた経緯を学んでみよう。
超伝導の歴史
超伝導体の歴史は19世紀の終わりにさかのぼります。 1881年、オランダの物理学者Heike Kamerlingh Onnesは、ヘリウムを絶対零度近く(-273.15°Cまたは0K)まで冷却することに成功しました。 絶対零度に近い低温で、ライデンは予想外に特定の金属の電気抵抗の突然の消失、超伝導現象の最初の発見を観察しました。 ライデンはさらに深く掘り下げ続け、この現象は金属に限定されず、いくつかの化合物や合金も含まれていることを発見しました。
しかし、当時は超伝導体の謎は完全には理解されていませんでした。 スイスの物理学者ウォルター・マイスナーとロバート・オクセンフェルドが協力して有名なディズニー・オクンベル効果を提案したのは1933年のことで、「ディズニー効果」として知られる超伝導体による磁場の反発を明らかにしました。 この発見は超伝導体の理解を深めただけでなく、後の超伝導体応用の基礎も提供しました。
超伝導体の研究が深まるにつれて、科学者たちは超伝導現象の性質を説明するために働き始めました。 1957年、ジョン・バーディーン、レオン・クーパー、ロバート・シュリーファーは、超伝導電子が対になるメカニズムを説明する有名なBCS理論を提案しました。 BCS理論は、低温超伝導体の挙動を理解するための重要な枠組みとなり、超伝導体研究の理論的基礎を築きました。
しかし、初期の超伝導体は極低温でしか超伝導を示すことができず、実用化が制限されていました。 高温超伝導の発見が科学界にセンセーションを巻き起こしたのは1986年のことでした。 研究チームにはスイスの物理学者ゲオルク・ベデルナー、ドイツの物理学者K.アレクサンダーミュラーが含まれていました。 アレックスミュラー)とアメリカの物理学者J.ジョージビードナー Georg Bednorz)、銅酸化物のような化合物が比較的高温で超伝導を達成できることを発見しました。 このブレークスルーは、超伝導体が極低温環境に限定されることなく、より実用的な応用での役割が期待されることを意味します。
それ以来、高温超伝導体の研究は長い道のりを歩んできました。 科学者たちはさまざまな高温超伝導材料を発見し、徐々に高温超伝導のいくつかの謎を解きました。 これらの材料は液体窒素の温度で超伝導であり、動力伝達、磁気浮上、電子部品などの超伝導アプリケーションの可能性を広げます。
超伝導体の用途は絶えず拡大しています。 送電に関しては、超電導線材を使用することで、送電時のエネルギー損失を大幅に低減し、エネルギー利用の効率を向上させることができます。 さらに、超伝導磁石は、核磁気共鳴画像法(MRI)などの医療診断技術において重要な役割を果たしており、科学研究、加速器、量子コンピューティングへの応用が期待されています。
結論として、超伝導体の歴史は、初期の現象から後の実現へと発展してきた。
常温超伝導体に期待すること
先ほどの話と重なるが、常温超電導がこれほど注目され、期待されているのは、既存の超電導体が極端な温度で生成され、機能する必要があるため、利用が難しくなっているためであり、常温超電導が登場すれば、現在の技術の流れを変えることができ、まったく新しい超電導時代を迎えることができる。
