Siêu dẫn là gì? Siêu dẫn có tác dụng gì trong cuộc
sống của con người?
Chúng ta đều biết rằng, đường dây điện mà chúng ta thường dùng là các
loại dây kim loại bởi vì kim loại có tính dẫn điện rất tốt. Còn các vật liệu
khác như gỗ, sứ, cao su... là những vật liệu không dẫn điện trong điều kiện
bình thường, chúng là vật cách điện. Thế nhưng, trong điều kiện bình
thường các kim loại dẫn điện đều có điện trở, cho nên trong mỗi dây dẫn
khi có dòng điện chạy qua điện tích trong dòng điện sẽ chịu lực cản. Khi
dùng tay sờ vào dây điện hoặc thiết bị điện gia dụng, chúng ta sẽ phát hiện
ra rằng trên vỏ dây điện hay các đồ điện gia dụng đều tỏa nhiệt, nhiệt độ
của chúng là do điện trở gây ra.
Khi điện chuyển động sẽ phải chịu tác dụng của lực cản, từ đó làm tiêu
hao năng lượng, làm giảm tốc độ cho đến khi dừng chuyển động lại. Dòng
điện do chịu tác động của lực cản nên nó phải chịu nhiều tổn thất về năng
lượng, do đó gây nhiều lãng phí.
Cùng với sự phát triển của kỹ thuật làm giảm nhiệt độ, giấc mơ của
chúng ta đang từng bước biến thành hiện thực. Các thí nghiệm đã phát hiện
ra rằng, ở môi trường nhiệt độ càng thấp, tỷ suất dẫn điện của kim loại càng
tăng lên, điều này có nghĩa là điện trở sẽ được giảm xuống (tỷ suất dẫn điện
và điện trở tỷ lệ nghịch với nhau). Năm 1911, các nhà khoa học ở phòng thí
nghiệm Leiden của Hà Lan đã quan sát quá trình thay đổi của thủy ngân
dẫn điện trong môi trường nhiệt độ thấp. Khi ở nhiệt độ gần 4,2K, điện trở
trong thủy ngân đột nhiên mất đi. Điều này có nghĩa là ở nhiệt độ gần 4,2K,
khi được đưa vào trạng thái mới, điện trở đã trở về số không. Với hình thái
vật chất đặc biệt này họ đã định danh là trạng thái siêu dẫn5;ng nhiệt độ
làm cho điện trở đột nhiên thay đổi được gọi là ranh giới nhiệt độ siêu dẫn.
Sau đó, họ lại tiếp tục phát hiện ra có nhiều kim loại cũng có hiện tượng
siêu dẫn điện. Ví dụ như thiếc, chì ở 3,8K cũng trở thành trạng thái siêu
