Superledere er en type materialer det er knyttet store forh?pninger til. Tenk om det for eksempel var mulig ? transportere str?m fra Alta til Oslo uten energitap? Materialene finnes, men det er fortsatt en del tekniske vansker ved ? utnytte superledernes kvaliteter i praksis. Et hovedproblem er at materialet m? v?re sterkt nedkj?lt for ? lede elektrisitet uten motstand. Den ”h?yeste” temperaturen til en superleder er i dag –140 °C og gjelder for et kvikks?lvholdig keram.
Sensasjonelle egenskaper
– I tillegg til ? kunne lede str?m uten motstand, har superlederne ogs? helt oppsiktsvekkende magnetiske egenskaper, forteller fysikkprofessor Tom Henning Johansen. Som hovedregel vil superledere presse magnetfelt bort fra seg, men i mange tilfeller kan magnetfeltet likevel trenge inn i superlederen, og da i form av ?rsm? kvantiserte tr?der. Disse tr?dene hekter seg lett fast inne i materialet og kan paradoksalt nok gj?re superlederen til en ekstremt sterk magnet, opptil 20-30 ganger kraftigere enn selv de sterkeste, vanlige magnetene. ? forst? hvordan disse magnetiske tr?dene ”fanges” i superlederen og ? kontrollere denne prosessen, danner grunnlaget for de fleste teknologiske anvendelser av superledere. Allerede brukes supermagneter til svevetog, til partikkelakseleratorer som ved CERN i Sveits og i medisinsk utstyr, blant annet til unders?kelser ved hjelp av magnetisk resonans (MR-imaging).
Spesialisert forskning
Johansen og hans medarbeidere har spesialisert seg p? ? studere magnettr?denes oppf?rsel i superlederen. De har selv utviklet et magneto-optisk mikroskop hvor det faktisk er mulig ? se disse tr?dene direkte n?r de trenger inn i og fester seg i superlederen. Dette utstyret ved Universitetet i Oslo er enest?ende i verden.
MAGNET-TRE: Dette er et bilde av magnetfeltet idet det plutselig trenger inn i materialet magnesium diborid, en superleder sensasjonelt oppdaget i 2001. For praktiske anvendelser er dannelsen av slike vakre magnetiske tr?r dessverre u?nsket, en oppdagelse som ble gjort av UiO-forskerne for to ?r siden, og som n? har lykkes med ? kontrollere fenomenet. Foto: Tom Henning Johansen, Fysisk institutt
– Magnettr?dene hekter seg fast i urenheter i materialet. Dette er i dag en vilk?rlig prosess, men dersom man klarer ? kontrollere hvordan tr?dene fester seg i superlederen, er det ogs? n?kkelen til ? kontrollere materialets elektromagnetiske egenskaper. Vi kan for eksempel direkte lokalisere de svake og gode delene av superlederen. Jeg tror vi snart ser et gjennombrudd n?r det gjelder den praktiske anvendelse av denne kunnskapen, sier Johansen, som har f?tt stor internasjonal oppmerksomhet rundt sin forskning og spesialiserte teknologi. 澳门葡京手机版app下载 p? superledende materialer utgj?r i dag et enormt felt p? verdensbasis med rundt 10 000 forskere involvert.
Gjennombrudd
Ved ? kunne se hvordan de magnetiske tr?dene fanges og beveger seg inne i superlederen, kan Johansen og hans medarbeidere faktisk observere kvantefysikkens lover i virksomhet. Det er to ?r siden forskergruppen ved UiO gjorde gjennombruddet p? dette feltet, og gruppen er fremdeles ledende i verden. I august i ?r skal Johansens gruppe i Norge arrangere den aller f?rste internasjonale konferanse p? magneto-optisk avbildning. Forskergruppen har i tre ?r 澳门葡京手机版app下载et med Tandberg Data og O-MaSS om ? utvikle et magneto-optisk lesehode for data lagret p? magnetb?nd, der m?let er en dramatisk ?kning i lesehastighet.
Fakta
Kvantisert Begrepet "kvantisert" (i motsetning til "kvantifisert") har sin rot i kvantefysikkens lover. Det er slik at kvantefysikken for superledere i magnetfelt tillater at magnefelt trenger inn i materialet i s?kalte "fluks-kvant", det vil si en helt bestemt mengde magnetfelt. Denne mengden er ikke vilk?rlig, men gitt av fundamentale fysiske enheter. Flukstr?dene som Johansen og hans medarbeidere kan observere, er alle sammen helt identiske med hensyn til mengde magnetfelt de bringer med seg. Tr?dene g?r ikke alltid rett gjennom materialet, men ofte deformeres de p? grunn av hektingen til defekter i materialet.