Οι φυσικοί εξηγούν γιατί οι υπεραγωγοί αποτυγχάνουν να παράγουν σούπερ ρεύματα

Οι υπεραγωγοί παράγουν σούπερ ρεύματα, αυτό είναι πραγματικά ένα από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά τους. Όταν ένα υλικό γίνεται υπεραγωγικό, παρουσιάζει μηδενική ηλεκτρική αντίσταση, η οποία επιτρέπει σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει μέσω του υλικού χωρίς απώλεια ενέργειας. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως υπεραγωγιμότητα.

Ωστόσο, οι υπεραγωγοί δεν είναι τέλειοι και υπάρχουν ορισμένες προϋποθέσεις υπό τις οποίες μπορούν να χάσουν την υπεραγωγιμότητά τους και να επανέλθουν σε κανονική συμπεριφορά. Μία από αυτές τις συνθήκες είναι η εφαρμογή ενός μαγνητικού πεδίου. Εάν ένα μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα υπεραγωγό, μπορεί να προκαλέσει το υλικό για να εισέλθει σε μια κατάσταση γνωστή ως "μικτή κατάσταση", στην οποία συνυπάρχουν η υπεραγωγιμότητα και η κανονική αγωγιμότητα. Στην μικτή κατάσταση, ο υπεραγωγός μπορεί ακόμα να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια, αλλά το κάνει με κάποια αντίσταση, πράγμα που σημαίνει ότι η ενέργεια χάνεται με τη μορφή θερμότητας.

Μια άλλη κατάσταση που μπορεί να προκαλέσει τους υπεραγωγούς να χάσουν την υπεραγωγιμότητά τους είναι η παρουσία ακαθαρσιών ή ελαττωμάτων στο υλικό. Οι ακαθαρσίες και τα ελαττώματα μπορούν να δημιουργήσουν διαταραχές στο κρυσταλλικό πλέγμα του υλικού, το οποίο μπορεί να εμποδίσει τη ροή των υπερκρισμάτων. Ως αποτέλεσμα, οι υπεραγωγοί με ακαθαρσίες ή ελαττώματα τείνουν να έχουν χαμηλότερα κρίσιμα μαγνητικά πεδία και θερμοκρασίες μετάβασης από τους καθαρούς υπεραγωγούς.

Παρά τους περιορισμούς αυτούς, οι υπεραγωγοί εξακολουθούν να είναι εξαιρετικά χρήσιμα υλικά σε ποικίλες εφαρμογές, όπως τρένα υψηλής ταχύτητας, μηχανές μαγνητικής τομογραφίας και επιταχυντές σωματιδίων.