الخواص المغناطيسية للمواد الغريبة: الموصلات الفائقة وما بعدها
مقدمة
تمتلك الأمور الغريبة صفات فيزيائية غير متكررة ذات أهمية كبيرة في تقدم العلوم والتكنولوجيا الحديثة. والسبب وراء ذلك هو أن الموصلات الفائقة ليس لديها مقاومة وبالتالي فهي تصد المجالات المغناطيسية وتجد مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات. سيدرس هذا العمل البحثي المغناطيسية التي تظهرها الموصلات الفائقة بالإضافة إلى أنواع أخرى من المواد الغريبة التي تعتبر حاسمة للعلوم والتكنولوجيا المستقبلية ، واستخداماتها المحتملة.
المعرفة الأساسية حول الموصلات الفائقة
الموصل الفائق هو مادة تنخفض مقاومتها إلى الصفر عند درجة حرارة حرجة معينة ، كما أنها تطرد المجالات المغناطيسية المحيطة بها. لقد كانت موجودة منذ أكثر من مائة عام حتى الآن. تشمل الميزات الرئيسية النقص التام في المقاومة الكهربائية وتأثير Meissner الذي يدفع المجال المغناطيسي الخارجي تماما. هناك مجموعتان تعتمدان على LTS بينما لا يزال بإمكان HTS أن تكون فائقة التوصيل في درجات حرارة أعلى نسبيا.
الخواص المغناطيسية للموصلات الفائقة
يميز تأثير مايسنر بين الحالات الطبيعية مما نسميه الموصلية الفائقة. بمجرد أن تصبح بعض المواد موصلا فائقا ، فإنها تطرد المجال المغناطيسي الداخلي داخل نفسها يسمح القفل الكمي بالحفاظ على الوضع المستقر على الرغم من وجودها في مجال مغناطيسي. وبالتالي ، فإن هذه الخصائص تخلق فرصا كبيرة ، خاصة في مجالات مثل الرفع المغناطيسي أو استشعار المجال المغنطيسي الأرضي للأرض ، من بين أمور أخرى ، مثل هذه الخصائص الفريدة تجعلها مفيدة ، مغناطيس المجال القوي ، أو أغراض قياس عالية الدقة الممكنة ، أو ذات قيمة عندما يتعلق الأمر بنقل الطاقة بكفاءة عبر خطوط الطاقة الكهربائية.
التطبيقات المحتملة للموصلات الفائقة
التطبيق الطبي: Nuclear Magnetic Resonance Imaging employs strong magnets made out these kinds materials thus enabling precision medical imaging with immense support from MRI (Magnetic Field Imaging). In future Medical Imaging would be more accurate and efficient by advancing Super conducting Technology.
قطاع الطاقة: Super conductive cables can transmit electric power very efficiently thereby reducing losses during energy transmission. Clean sources of energy research has been spurred by the use of superconductors in fusion reactors Furthermore wind turbines may become more efficient with the aid of superconductor.
النقل: Maglev principle depends on magnetic properties found within super conductivity hence eliminating friction for faster transport systems development would increase speed efficiency of a transportation system.
الاتصالات الإلكترونية: Ultra-high computing speed due to application use these devices enhances signal quality sent when communicating systems consist such devices.
مغناطيسية المواد الغريبة الأخرى
1. العوازل الطوبولوجية - Generally non-conducting inside but conducting at surface showing special spintronics quantum computing usefulness among others.
2. الموصلات الفائقة القائمة على الحديد -Having discovered them there has been significant progress towards practical applications high temperature super conductivity.
3. المواد النانوية المغناطيسية - Drug delivery pollutant detection storage density widely used nanoparticles nanowires high storage density.
التوجهات المستقبلية تبحث في المواد الغريبة
يجب إجراء تعاون متعدد التخصصات بحيث يمكن تطوير أنواع جديدة من الموصلات الفائقة أو أي نوع آخر في المستقبل. الابتكار التكنولوجي يتسارع الابتكارات التكنولوجية في أماكن أخرى جلب تطبيقات جديدة في أماكن أخرى علوم المواد جنبا إلى جنب مع هندسة الفيزياء على التوالي
آثار الاقتصاد والبيئة
يمكن أن يتأثر استهلاك الطاقة والنفايات بشكل إيجابي باستخدام مواد غريبة. سيؤدي التطبيق الواسع لهذه المواد إلى مكاسب اقتصادية كبيرة ، فضلا عن دعم التنمية المستدامة وزيادة الكفاءة في استخدام الموارد التي يظهرها تحليل التكلفة والعائد الاقتصادي.
لتلخيص
التكنولوجيا المعاصرة لها مكانة مهمة للمواد الغريبة مثل الموصلات الفائقة. وهذا يعني أنه لا يمكن الاستغناء عنها في تطوير العلوم والتكنولوجيا في المستقبل لأن هذه الصفات المغناطيسية الخاصة لها إمكانات واسعة للتطبيقات. يستمر البحث عن المواد الغريبة المبتكرة في AIM Magnet بحيث تصبح التقنيات المتقدمة ممكنة.
