Khám phá chất siêu dẫn nhiệt độ cao qua 12 điều thú vị sau đây, cho bạn hình dung về chất siêu dẫn, từ khám phá cho đến ứng dụng.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao có thể dẫn điện với điện trở bằng 0.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao đề cập đến hiện tượng một số vật liệu nhất định trở nên siêu dẫn, có thể dẫn điện mà không có bất kỳ điện trở nào khi được làm lạnh dưới một nhiệt độ tới hạn cụ thể.
Hiện tượng siêu dẫn được khám phá lần đầu tiên năm 1911.
Nhà vật lý người Hà Lan Heike Kamerlingh Onnes là người đầu tiên khám phá ra hiện tượng siêu dẫn. Năm 1911, Onnes đang nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tại Đại học Leiden (Hà Lan), phát hiện ra điện trở trong thủy ngân mất hoàn toàn khi ông hạ nhiệt độ xuống dưới 4,2 K (tương đương -268,95 độ C). Onnes cho dòng điện qua một mẫu thủy ngân siêu lạnh, sau đó ngắt kết nối pin nhưng dòng điện vẫn tồn tại mà không suy giảm, xác nhận sự thiếu điện trở trong thủy ngân.
Giải Nobel Vật lý 1987 trao cho thành tựu phát hiện tính siêu dẫn trong vật liệu gốm.
Giải Nobel Vật lý 1987 được trao chung cho nhà vật lý người Thụy Sĩ Karl Alexander Müller và nhà vật lý người Đức Johannes Georg Bednorz, vì bước đột phá quan trọng của họ trong việc phát hiện ra tính siêu dẫn nhiệt độ cao ở vật liệu gốm (vật liệu gốc đồng).
Chất siêu dẫn được chia thành hai loại chính.
Chất siêu dẫn thường được chia thành hai loại chính là siêu dẫn nhiệt độ thấp và siêu dẫn nhiệt độ cao. Hầu hết nghiên cứu về tính siêu dẫn đều theo hướng siêu dẫn nhiệt độ thấp, bởi vì chúng được khám phá, nghiên cứu nhiều hơn. Ngược lại, siêu dẫn nhiệt độ cao là một vấn đề chưa được giải quyết đẩy đủ của vật lý hiện đại. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực để tìm hiểu cơ chế cụ thể đằng sau hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao có tiềm năng cách mạng hóa việc truyền tải điện.
Nếu đưa dòng điện vào mạch điện làm bằng chất siêu dẫn, đặc tính điện trở bằng 0 của chất siêu dẫn nhiệt độ cao giúp chúng mang dòng điện hiệu quả, giúp giảm tổn thất năng lượng. Điều này mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng mới để giảm tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao ứng dụng chế tạo tàu đệm từ tốc độ cao.
Đặc tính điện trở bằng 0 và tương tác từ trường mạnh của chất siêu dẫn nhiệt độ cao được ứng dụng trong ngành đường sắt, chế tạo tàu đệm từ tốc độ cao (Maglev).
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao được sử dụng để tạo ra nam châm điện mạnh.
Vật liệu siêu dẫn được sử dụng để chế tạo nam châm, ứng dụng trong các thiết bị như máy chụp cộng hưởng từ (MRI), máy gia tốc hạt, các thí nghiệm khoa học, do khả năng tạo ra từ trường mạnh của chúng.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như áp suất và từ trường.
Nhiệt độ tới hạn và dòng điện tới hạn của chất siêu dẫn nhiệt độ cao có thể bị thay đổi đáng kể bằng cách tạo áp suất hoặc cho chúng tiếp xúc với từ trường mạnh.
Tính siêu dẫn nhiệt độ cao có thể được quan sát thấy ở cả vật liệu hai chiều và ba chiều.
Tính siêu dẫn ở vật liệu đã được chứng minh trong các màng mỏng và cấu trúc phân lớp, cũng như trong các tinh thể khối, mở rộng phạm vi ứng dụng tiềm năng.
Tính siêu dẫn nhiệt độ cao có thể cho phép các thiết bị điện tiết kiệm năng lượng.
Sự tiêu tán năng lượng thấp của vật liệu siêu dẫn có thể dẫn đến sự phát triển của các thiết bị điện hiệu suất cao, góp phần giảm mức tiêu thụ điện năng.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao có ứng dụng tiềm năng trong máy tính lượng tử.
Các đặc tính lượng tử của vật liệu siêu dẫn khiến chúng trở thành ứng cử viên đầy triển vọng cho sự phát triển của qubit (viết tắt Quantum bit), đơn vị cơ bản lưu trữ thông tin trong máy tính lượng tử.
Chất siêu dẫn nhiệt độ cao có tiềm năng cách mạng hóa việc lưu trữ và truyền tải năng lượng tái tạo.
Vật liệu siêu dẫn có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả và tính ổn định của hệ thống lưu trữ năng lượng, cho phép truyền tải hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo ở khoảng cách xa.
