İfratkeçiriciliyin kəşfindən 100 il keçir

1911-ci ilin 8 aprelində Leyden Universitetinin Kriogen laboratoriyasında təcrübədə ifratkeçiricilik kəşf edilir.

1911-ci ilin 8 aprelində Leyden Universitetinin Kriogen laboratoriyasında holland təcrübi fizik Heyke Kamerlinq Onnesin başçılığı altında qoyulmuş təcrübədə ifratkeçiricilik kəşf edilir.

Həmin gün təcrübəçilər sadəcə yeni kriostatın maye heliumla necə dolduğunu müşahidə etmək istəyirdilər və tədqiqat aparmaq fikirləri yox idi. Amma bununla belə cihaza qaz termometri və bir biri qızıl, biri civə olmaqla iki rezistor da yerləşdirirlər. Kriostatın doldurulması normal keçdiyindən, fiziklər təcrübə qoymağa qərar verirlər. Səhər saat 4 -də, təcrübənin başlandığından 9 saat sonra temperatur 3 Kelvinə düşəndə yenidən müqaviməti ölçən an məlum olur ki, civənin müqaviməti sıfırdır. Elə həmin gün Kamerlinq-Onnes Arximedin “Evrika”sını söyləməsə də, laboratoriya jurnalına holland dilində “Kwik nagenoeg nul” - “Civə (müqaviməti) praktik olaraq sıfırdır” yazır. Beləliklə, fizikanın yeni bir sahəsi – ifratkeçiricilər fizikası dünyaya gəlir.

“İfratkeçiricilik makroskopik kvant effekti olaraq ortaya çıxır. Burada nümunənin müqaviməti böhran temperaturundan aşağıda sıfır olur ve eyni zamanda Meysner effekti - xarici maqnit sahəsinin nümunədən dəf olunması baş verir. İfratkeçiriciliyin fenomenolojik modelleri olaraq London modeli ve Qinzburq-Landau modeli göstərilə bilər. Mikroskopik səviyyədə 1957-ci ildə Bardin, Kuper və Şriffer (BKŞ) tərəfindən elektron-fonon modeli təklif edildi və bu nəzəriyyə aşağı temperaturlu ifratkeçiricilərin bütün xassələrini izah edə bilir. ”- fizika-riyaziyyat elmləri doktoru, AMEA Fizika İnstitutunun aparıcı elmi işçisi, Türkiyənin Ankara Universitetinin professoru İman Əsgərzadə ifratkeçiricilik ilk dövrlərini belə şərh edir.

1986-cı ildə Yohannes Qeorq Bednorz və Aleksandr Müller 30 Kelvin temperaturunda ifratkeçirici keramik birləşmə alırlar ki, bununla da yüksəktemperaturlu ifratkeçiricilərin dövrü başlayır. 1987-ci ildə hər iki alimə bu kəşflərinə görə Nobel mükafatı verilir.

“Yüksək temperaturlu ifratkeçiricilər kəşf olununca BKŞ nəzəriyyəsi bu maddələrin xassələrini izah etmək üçün yetərli olmadı. Son 25 il ərzində fərqli modellər irəli sürülsə də, lakin bu maddələrdə ifratkeçiriciliyin mexanizmini izah etməkdə tam müvəffəqiyyət əldə edilməmişdir. ” - İman Əsgərzadə qeyd edir.

İfratkeçirici naqillər adi naqillərdən dəfələrlə böyük gücü təmin edə bilirlər. İfratkeçiricilərin elektrik müaviməti olmadığı üçün, onlarda enerji itkisi demək olar ki, yox dərəcəsindədir. Amma, məsələn, mis naqillərlə ötürülən enerjinin təxminən 10%-ni istilik enerjisi şəklində itkiyə gedir. İfratkeçiricilik təxminən 500 element və birləşmədə aşkar edilməsinə baxmayaraq, hal-hazırda məişətdə ifratkeçiricilərdən geniş şəkildə istifadə olunmur. Bunun da əsas səbəbi otaq temperaturunda ifratkeçiriciliyin hər hansı bir elementdə və ya birləşmədə tapılmamasıdır.

“Otaq temperaturlu ifratkeçiricilik də artıq xəyal olaraq qalmır. Çünki dünya laboratoriyalarında həm nəzəri, həm də təcrübi işlər davam edir. Atrıq hesablama bərk cisimlər fizikası sahəsində çalışan tədqiqatçılar öncədən bəzi hallarda maddənin ifratkeçirici olub-olmadığına qərar verə bilirlər. Bugün çox böyük sabit maqnit sahələrinin alınması, kabel istehsalı, transformatorlar, dəmiryolu sahəsində ifratkeçiricilərdən istifadə böyük şirkətlər tərəfindən həyata keçirilməkdədir. Digər tərəfdən ifratkeçiricilər mikroelektronikası müstəqil elm sahəsi kimi inkişaf edir. Son zamanlar isə ifrakeçiricilər əsasında qurulan və kvant kompüterlərinin təməlini əmələ gətirən kubitlər geniş şəkildə tədqiq edilməkdədir. ”- İman Əsgərzadə deyir.

İfratkeçiriciliyin kəşfindən bir əsr keçməsinə baxmayaraq, alimlər hələ də bu sahədə maraqlı kəşfləri ilə elm aləmini təəccübləndirməkdə davam edirlər.

“Çox maraqlıdır ki, 2008-ci ildə dəmir birləşmələrində ifratkeçiricilik kəşf edildi. Bu maddələr xassələrinə göre 1986 ildə kəşv olunan birləşmələrə çox benzəyirlər. Hal hazırda bu sahədə çoxmiqyaslı işlər gedir. Başqa bir maraqlı hadisə isə odur ki, 2001-ci ildə kəşv olunan maqnezium diborid birləşməsi çox da yüksək temperatura (40 Kelvin) sahib olmamasına baxmayaraq klassik elektron-fonon mexanizmli ifratkeçiricidir. Mexaniki xassələri də çox yaxşı olan bu maddə daha geniş tətbiq sahəsinə malikdir.” - İman Əsgərzadə son illər ifratkeçiricilik sahəsindəki baş verən ən önəmli hadisələri belə şərh edir.

Sonda 1911-ci il təcrübəsi ilə bağlı bir faktı da qeyd edək. Təcrübəyə Kamerlinq Onnes rəhbərlik etsə də, ölçmələri birbaşa Qilles Holst aparırdı. Amma ifratkeçiriciliyin kəşfi ilə bağlı çıxan məqalədə onun adı çəkilmir ki, bu da əsrin əvvəlləri üçün normal hal idi. O zamanlar məqalə müəllifi kimi yalnız təcrübənin rəhbəri göstərilə bilərdi. Amma indi - 100 il sonra ifratkeçiriciliyin kəşfini qeyd edərkən Qilles Holstun adını çəkməmək haqsızlıq olardı.

İlmar Qəhrəmanov

Salaminfo.az