En superledende vorteks er en type kvantisert virvel som ble brukt av den teoretiske fysikeren Alexei A. Abrikosov i 1957 til å beskrive de magnetiske egenskapene til en stor klasse av superledende materialer.
superledende vorteks
Fysisk beskrivelse
Magnetfelt i superleder og vortekser
Materialer som fremviser superledning kan deles inn i type I og type II superledere. I en type I superleder skjermes et ytre magnetisk feltet helt opp til en kritisk styrke på det påtrykte feltet, hvor superledningen ødelegges. I en type II superleder kan et magnetisk felt delvis slippes igjennom materialet ved at det opprettes vortekser når feltstyrken når det såkalte første kritiske feltet Hc1.
I en superledende vorteks er den tillatte styrken til et magnetisk felt kvantisert, hvilket betyr at det kun kan ha helt bestemte verdier i motsetning til en vilkårlig feltstyrke. Andre eksempler på kvantevortekser er vortekser i superfluider, hvor den tillatte dreieimpulsen er kvantisert, samt optiske vortekser i et felt av fotoner.
Flukskvantisering oppstår på grunn av at det kvantemekaniske feltet som beskriver superlederen må være entydig definert på et gitt punkt i rommet. Når den magnetiske feltstyrken når det andre kritiske feltet Hc2, ødelegges superledning på samme måte som i type I superledere.
Vekselvirkning mellom strøm og vortekser
Dersom en elektrisk strøm sendes gjennom en superleder hvor vortekser er til stede, vekselvirker strømmen og vorteksene via Lorentz-kraften. Vortekser kan forårsake endelig elektrisk resistans i superledende materialer og er derfor som regel uønskede med tanke på praktiske applikasjoner.
Anvendelser
I praktiske anvendelser som inkluderer superledere, er vortekser typisk uønskede. Grunnen til det er at med en gang vortekser opptrer i en superleder, svekkes de superledende egenskapene i form av at et endelig energitap oppstår når en elektrisk strøm sendes gjennom superlederen. Dette kommer i sin tur av at strømmen flytter på vorteksene, hvilket gir opphav til at strømmen taper kinetisk energi.
Siden det er ønskelig fra et teknologisk perspektiv å beholde de superledene egenskapene for så høye strømstyrker og magnetfeltstyrker som mulig, pågår det betydelig forskningsaktivitet hvor målet er å låse fast vorteksene i det superledende materialet eller å øke strøm- og/eller magnetfeltstyrken som er nødvendig for å skape de.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.