ใครเป็นผู้คิดค้น สารตัวนำยวดยิ่ง?
Người phát minh ra nó? Chất siêu dẫn?
ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง คือวัสดุที่ประพฤติตัวเป็นสารตัวยวดยิ่งที่อุณหภูมิสูงกว่า 35 K ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงถูกคิดค้นครั้งแรกโดยเบทนอร์ซ (Georg Bednorz) และมูลเลอร์ (K. Alex Müller), ที่ห้องปฏิบัติการ IBM ที่เมืองซุริคในปี 1986 และในปีถัดมาคือ 1987 พวกเขาได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบในครั้งนี้ ซึ่งถือได้ว่าเป็นรางวัลโนเบลที่มีช่วงเวลาการค้นพบถึงเวลาการประกาศได้รับรางวัลที่สั้นที่สุด แสดงถึงความสำคัญในดารค้นพบที่มีมากๆเช่นดียวกัน โดยมีคำอธิบายการค้นพบว่า "for their important break-through in the discovery of superconductivity in ceramic materials"
chất siêu dẫn nhiệt độ cao Chất siêu dẫn nhiệt độ cao là vật liệu hoạt động như chất siêu dẫn ở nhiệt độ trên 35 K. Chất siêu dẫn nhiệt độ cao lần đầu tiên được phát minh bởi Georg Bednorz và K. Alex Müller, tại Phòng thí nghiệm IBM ở Zurich vào năm 1986, và năm sau đó, 1987, họ đã nhận được giải thưởng. giải Nobel cho phát hiện này. Đây được coi là giải Nobel có thời gian từ khi phát hiện đến công bố ngắn nhất. Nó cũng cho thấy tầm quan trọng của nhiều khám phá. Phát hiện này được mô tả là "bước đột phá quan trọng của họ trong việc phát hiện ra tính siêu dẫn trong vật liệu gốm".
การ ค้นพบตัวนำยวดยิ่ง ที่มีอุณหหภูมิวิกฤตสูงกว่าจุดเดือดของไนโตรเจนเหลว นำมาซึ่งการตื่นตกใจครั้งใหญ่ในวงการฟิสิกส์เป็นอย่างมาก เพราะยังไม่มีใครที่สามารถค้นพบและระบุได้ชัดเจนมาก่อน และเนื่องจากตัวนำยวดยวดยิ่งเป็นสารที่มีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิ ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต และไนโตรเจนเหลวเป็นสารหล่อเย็นที่มีราคาถูก โดย ไนโตรเจนเหลวจะมีราคาประมาณ 1,000 บาทต่อ 100 ลิตร คิดแล้วก็ประมาณลิตรละ 10 บาท ส่วนน้ำดื่มที่ขายเป็นขวดๆละ 1 ลิตรราคาก็เกือบ 10 บาท ดั้งนั้นอาจกล่าวได้ว่าสำหรับประเทศไทยไนโตรเจนเหลว มีราคาถูกพอๆกับน้ำเปล่า และเมื่อมีการใช้งานมากขึ้นราคาก็จะถูกลงได้อีก ดังนั้นจะมีความเป็นไปได้สูงมาก ที่จะใช้ตัวนำยวดยิ่งทำสายไฟในอุปกรณ์ไฟฟ้าและจะไม่มีการสูญเสียพลังงานให้ กับความต้านทานทำให้ได้เครื่องใช้ที่มีประสิทธิภาพสูง แต่จะมีการสูญเสียพลังงานและค่าใช้จ่ายให้กับไนโตรเจนเหลวแทน และเนื่องจากตัวนำยวดยิ่งยังมีสมบัติอื่นอีก เช่น การลอยตัวนิ่งเหนือแท่งแม่เหล็ก ซึ่งมีการนำไปประยุกต์ทำรถไฟฟ้าได้แล้ว ทำให้ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงเป็นสารที่ได้รับความสนใจมากๆ การค้นพบตัวนำยวดยิ่งในกลุ่มธาตุโลหะหายาก (Rare-earth, RE) เช่น ในปี 1975-1977 ค้นพบสภาพในยวดยิ่งในสารประกอบเชวรอลเฟส (Chevrel-phase) ใน Re MoX (X = S หรือ Se) และใน XRhB (X = Y ,Th หรือ RE) ทำให้มีการศึกษาผลของการอยู่รวมกันของสภาพตัวนำยวดยิ่งกับสภาพความเป็นแม่เหล็กมากขึ้น ในสารประกอบ HoMoS จะเป็นตัวนำยวดยิ่งที่ T  1.8 K แต่ที่ T  0.7 K สารจะกลับเป็นสภาพปกติได้อีกครั้งทำให้ได้ชื่อว่า Reentrant superconductor และมี T ซึ่งเป็นจุดเปลี่ยนของสภาพนำยวดยิ่งกับสภาพแม่เหล็ก สำหรับตัวนำยวดยิ่ง Re MoX จะมี T  T ตัวอย่างของสารประกอบกลุ่มนี้อีกตัวคือ ErRhB จากการทดลองสำหรับ ErRhB และ HoMoS ที่อุณหภูมิต่ำกว่า T พบว่าสารจะอยู่ในสถานะที่มีสภาพนำยวดยิ่งอยู่ร่วมกันกับสภาพแม่เหล็กเฟร์โร (Ferromagnetic) และในสารประกอบ ErMoS และ SmRhB พบว่ามีสภาพนำยวดยิ่งอยู่รวมกับสภาพแม่เหล็กแอนไทเฟร์โร (Antiferromagnetic) ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงจะแสดงสมบัติความเป็นตัวนำยวดยิ่งที่อุณภูมิสูงกว่าจุดเดือดของไนโตรเจนเหลวซึ่งเป็นสารให้ความเย็นที่ราคาต่ำกว่าที่ใช้ในตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิต่ำ แต่ปัญหาของตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงคือแตกหักได้ง่าย มีค่าใช่จ่ายในการผลิตสูง และไม่สามารถขึ้นรูปเป็นเส้นหรือรูปร่างตามต้องการได้ ดังนั้นสารตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงจึงถูกในไปใช้งานได้ไม่กว้างขวางนัก ดังนี้ สมบัติของตัวนำยวดยิ่ง หมายถึง สารที่อยู่ในสถานะนำยวดยิ่งมีสมบัติหลายประการที่แตกต่างกันจากสารที่อยู่ในสถานะนำปกติต่อไปนี้จะกล่าวถึงสมบัติเบื้องต้นของตัวนำยวดยิ่งทั้งแบบเดิมและตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง อาทิเช่น ความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ ปรากฏการณ์ไมสเนอร์ สนามแม่เหล็ก ปรากฏการณ์ไอโซโทป และความไม่ต่อเนื่องของฟลักซ์แม่เหล็ก ตัวนำยวดยิ่งชนิดมีเหล็กเป็นองค์ประกอบ () คือสารประกอบทางเคมีที่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ ซึ่งมีคุณสมบัติสภาพนำยวดยิ่ง ค้นพบในปี พ.ศ. 2549 โดยฮิเดโอะ โฮโซโนะ และทีมวิจัย จากสถาบันเทคโนโลยีโตเกียว ได้ทำการเตรียมสารตัวนำยวดยิ่งชนิด LaFePO และ LaFeAsO ที่เจือฟลูออรีน และวัดสมบัติทางไฟฟ้าพบว่าสารตัวนำยวดยิ่งดังกล่าวแสดงสมบัติตัวนำยวดยิ่งที่อุณหภูมิ 4 เคลวิน และ 26 เคลวิน ตามลำดับ ผลงานถูกตีพิมพ์ ในหัวข้อ "Iron-Based Layered Superconductor La[OF]FeAs (x = 0.05–0.12) with T = 26 K" ในปี พ.ศ. 2551 และในปี ค.ศ. 2008 ได้มีการค้นพบสารประกอบกลุ่มเหล็กพนิกไทด์ ( iron pnictide ) ซึ่งจากการค้นพบดังกล่าวอาจทำให้เกิดเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญ อย่างที่ทราบกันดีว่าตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงโดยส่วนใหญ่จะเป็นสารประกอบประเภทคิวเพลท ( Cuprate ) และทฤษฎีที่ใช้ในการอธิบายตัวนำยวดยิ่งอย่างทฤษฎีบีซีเอส(BCS theory) ไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์บางอย่างของตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงได้ครอบคลุม เช่น ปรากฏการณ์ไอโซโทป (Isotope effect) ซึ่งทฤษฎีบีซีเอสได้คำนวณไว้ว่า ตัวนำยวดยิ่งจะมีค่าสัมประสิทธิ์ไอโซโทป (isotope exponent) เป็น 0.5 แต่จากผลการทดลองวัดค่าสัมประสิทธิ์ไอโซโทปของตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงพบว่ามีค่าอื่น ๆ ที่นอกเหนือจากการคำนวณได้ของทฤษฎีบีซีเอสดังนั้นการค้นพบตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงที่มีเหล็กเป็นฐานจึงเป็นส่วนสำคัญที่ใช้ในการพัฒนาทฤษฎีที่ใช้ในการอธิบายตัวนำยวดยิ่งได้ดียิ่งขึ้น
ตัวนำชนิดนี้มีความน่าสนใจตรงที่ มีค่าสนามแม่เหล็กวิกฤตที่สอง (Upper critical field) ที่สูงมาก ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าวิกฤต (Critical current) มีค่าสูงมากตามไปด้วย สภาพนำยวดยิ่งเป็นปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมเช่นเดียวกับ ferromagnetism และ atomic spectral lines ซึ่งก็ไม่ได้หมายความว่าตัวนำยวดยิ่งจะมีสภาพนำไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบตามแบบฉบับของฟิสิกส์ยุคเก่า ทั้งนี้ตัวนำยวดยิ่งแบบดั้งเดิมนี้สามารถใช้ทฤษฎีบีซีเอส อธิบายได้ สภาพนำยวดยิ่งเกิดขึ้นกับสสารหลายชนิด รวมไปถึงธาตุที่หาง่ายอย่างดีบุกและอะลูมิเนียมหรือวัสดุมีค่าอย่างอัลลอยและสารกึ่งตัวนำที่ถูกโดปอย่างหนักบางชนิดอีกด้วย สภาพนำยวดยิ่งจะไม่เกิดขึ้นในโลหะมีค่าอย่างทองคำหรือเงินหรือสารแม่เหล็กส่วนใหญ่ ในปัจจุบันตัวนำยวดยิ่งสามารถแบ่งได้ตามสมบัติแม่เหล็กได้เป็น 2 ชนิดคือ ตัวนำยวดยิ่งชนิดที่ 1 และตัวนำยวดยิ่งชนิดที่ 2 เนื่องจากแม่เหล็กภายนอกมีผลทำลายสภาพนำยวดยิ่งได้ แต่ในตัวนำยวดยิ่งบางประเภท คือ พวกตัวนำยวดยิ่งที่มีสารเจือประเภทแม่เหล็ก
จะมีผลทำให้เกิดสภาพความเป็นแม่เหล็กขึ้นในโครงสร้าง ทำให้อุณหภูมิวิกฤตมีค่าลดลง นอกจากนี้ยังทำให้เกิดตัวนำยวดยิ่งที่เรียกว่าตัวนำยวดยิ่งแบบ Gapless โดยอบริกอซอฟและกอร์คอฟ ได้พิจารณาผลของการแลกเปลี่ยนสปิน (Spin-exchange) ของสารเจือประเภทแม่เหล็กที่ไม่เข้มข้น พบว่ามีผลทำให้อุณหภูมิวิกฤต (Critical Temperature, T) ลดลง
โดยความเข้มข้นของสารเจือประเภทแม่เหล็กจะมีค่าหนึ่งที่ทำให้ T ลดลงจนกลายเป็นศูนย์ และความเข้มข้นอีกค่าหนึ่งทำให้ช่องว่างพลังงานมีค่าเป็นศูนย์ด้วย ปรากฏการณ์ไมส์เนอร์เป็นปรากฏการณ์ที่นิยมใช้ในการทดสอบว่าสารมีสภาพนำยวดยิ่งซึ่งเกิดขึ้น จากการให้สนามแม่เหล็กภายนอกเข้าไปในขณะที่สารมีสภาพนำยวดยิ่ง สนามแม่เหล็กภายนอกทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ผิวของตัวนำยวดยิ่งและกระแสไฟฟ้าดังกล่าวจะสร้างสนามแม่เหล็กที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กที่ให้เข้าไปจึงทำให้สนามแม่เหล็กภายในของสารนั้นมีค่าเป็นศูนย์
จากปรากฏการณ์ข้างต้นจึงจัดว่าตัวนำยวดยิ่งมีคุณสมบัติเป็นสารแม่เหล็กไดอาแบบสมบูรณ์ (Perfect Diamagnetic) การค้นหาสมบัติยังคงมีอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2498 เดเวอร์และแฟร์แบงค์ (Deaver & Fairbank. 1961) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติทางแม่เหล็กของตัวนำยวดยิ่งอีกประการหนึ่ง เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า ฟลักซ์แม่เหล็กแบบ ควอนไทด์เซชัน (Flux Quantization) โดยการนำตัวนำยวดยิ่งมาทำเป็นรูปวงแหวนและให้สนามแม่เหล็กเข้าไป ตัวนำยวดยิ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต สนามแม่เหล็กจะสามารถพุ่งผ่านตัวนำยวดยิ่งได้และถ้าลดอุณหภูมิของวงแหวนให้ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตแล้วให้สนามแม่เหล็กเข้าไปอีกครั้ง สนามแม่เหล็กดังกล่าวจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลวนในวงแหวนและจะสร้างสนามแม่เหล็กพุ่งผ่านตรงช่องว่างของวงแหวน
เป็นปรากฎการณ์จากการทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิวิกฤต (Tc) กับมวลไอโซโทป (M) ค่าต่างๆของตัวนำยวดยิ่ง พบว่าสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้ดังสมาการ 1. สมบัติของสารตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงจะมีลักษณะขึ้นกับทิศทางเป็นอย่างมาก คือ มี โครงสร้างของอะตอมในผลึกเป็นชั้น ๆ และการนำไฟฟ้าในแนวตั้งฉากกับแกนหลักของผลึกเกือบจะไม่มี ทำให้ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูงมีโครงสร้างการนำไฟฟ้าเกือบเป็น 2 มิติ เมื่อลดอุณหภูมิของตัวนำยวดยิ่งจนถึงอุณหภูมิวิกฤต จะมีการเปลี่ยนสถานะจากสถานะปกติไปเป็นสถานะนำยวดยิ่ง ทำให้ค่าความต้านทานไฟฟ้ามีค่าลดลงเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใด เช่น การทดลองวัดความต้านทานไฟฟ้าของปรอทที่อุณหภูมิต่างๆ พบว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 4.2 เคลวิน ความต้านทานไฟฟ้าของปรอทจะเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใด ดังนั้นสามารถกล่าวได้ว่า ปรอทมีสมบัติเป็นตัวนำยวดยิ่งที่มีอุณหภูมิวิกฤตเท่ากับ 4.2 เคลวิน
Sự phát hiện ra chất siêu dẫn có nhiệt độ tới hạn cao hơn nhiệt độ sôi của nitơ lỏng Nó gây ra sự hoảng loạn lớn trong thế giới vật lý. Bởi trước đó chưa có ai có thể tìm ra và nhận dạng rõ ràng được nó. Và bởi vì chất siêu dẫn là những chất có điện trở bằng không ở nhiệt độ dưới nhiệt độ tới hạn Và nitơ lỏng là chất làm mát rẻ tiền. Nitơ lỏng sẽ có giá khoảng 1.000 baht mỗi 100 lít, tức là khoảng 10 baht mỗi lít. Nước uống bán trong chai 1 lít mỗi lít là gần 10 baht, vì vậy có thể nói rằng. đối với Thái Lan, nitơ lỏng Nó rẻ như nước. Và khi có nhu cầu sử dụng nhiều thì giá sẽ còn rẻ hơn nữa. Vì vậy khả năng sẽ rất cao. Chất siêu dẫn sẽ được sử dụng để làm dây dẫn trong các thiết bị điện và sẽ không gây thất thoát năng lượng. với điện trở, dẫn đến các thiết bị có hiệu suất cao. Thay vào đó, năng lượng và chi phí bị mất vào nitơ lỏng. Và bởi vì chất siêu dẫn còn có những đặc tính khác, chẳng hạn như nổi trên thanh từ tính. đã được áp dụng để chế tạo tàu điện Điều này làm cho chất siêu dẫn nhiệt độ cao trở thành một chất nhận được rất nhiều sự chú ý. Việc phát hiện tính siêu dẫn ở các nguyên tố kim loại đất hiếm (Rare-earth, RE), chẳng hạn năm 1975-1977, tính siêu dẫn được phát hiện trong các hợp chất pha chaurol. (Pha Chevrel) trong Re MoX (X = S hoặc Se) và trong XRhB (HoMoS sẽ siêu dẫn ở T 1,8 K, nhưng ở T 0,7 K chất này sẽ trở lại trạng thái bình thường nên được gọi là chất siêu dẫn Reentrant và có T là bước ngoặt của tính siêu dẫn và từ tính. Đối với chất siêu dẫn Re Mo (Sắt từ) và trong các hợp chất ErMoS và SmRhB, người ta thấy rằng tính siêu dẫn được kết hợp với tính phản sắt từ. (Phản sắt từ) Chất siêu dẫn nhiệt độ cao thể hiện tính siêu dẫn ở nhiệt độ trên điểm sôi của nitơ lỏng, đây là chất làm lạnh rẻ hơn so với chất làm lạnh được sử dụng trong chất siêu dẫn nhiệt độ thấp. Nhưng vấn đề với chất siêu dẫn nhiệt độ cao là chúng dễ bị vỡ. Có chi phí sản xuất cao. và không thể đúc thành đường nét hoặc hình dạng như mong muốn Vì vậy, chất siêu dẫn nhiệt độ cao không được sử dụng rộng rãi như sau: Tính chất siêu dẫn nghĩa là các chất ở trạng thái siêu dẫn có nhiều tính chất khác với các chất ở trạng thái dẫn thông thường. Sau đây sẽ thảo luận về các tính chất cơ bản của cả chất siêu dẫn truyền thống và chất siêu dẫn nhiệt độ cao, như: Điện trở bằng 0. Hiệu ứng Meissner, từ trường, hiệu ứng đồng vị và sự gián đoạn của từ thông Chất siêu dẫn sắt () là các hợp chất hóa học có chứa sắt làm thành phần. Có đặc tính siêu dẫn, được phát hiện vào năm 2006 bởi Hideo Hosono và nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ Tokyo. Các chất siêu dẫn LaFePO và LaFeAsO pha tạp fluoride đã được chế tạo. Và đo tính chất điện, người ta nhận thấy chất siêu dẫn thể hiện tính chất siêu dẫn ở nhiệt độ lần lượt là 4 Kelvin và 26 Kelvin. Công trình được công bố trong đề tài “Chất siêu dẫn phân lớp gốc sắt La[OF]FeAs (x = 0,05–). 0,12) với T = 26 K" vào năm 2008 và năm 2008, hợp chất sắt pnictide (sắt pnictide) đã được phát hiện, từ phát hiện nói trên có thể gây ra những thay đổi quan trọng Như bạn đã biết, chất siêu dẫn nhiệt độ cao hầu hết là các hợp chất loại cuprate và lý thuyết được sử dụng để giải thích tính siêu dẫn, chẳng hạn như lý thuyết BCS, không thể giải thích một số hiện tượng siêu dẫn ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như hiệu ứng Đồng vị, mà BCS. lý thuyết tính toán. Chất siêu dẫn có số mũ đồng vị là 0,5, nhưng từ kết quả thí nghiệm đo hệ số đồng vị của chất siêu dẫn nhiệt độ cao, người ta thấy rằng có những giá trị khác với giá trị được tính toán theo lý thuyết BCS. Do đó, việc phát hiện ra chất siêu dẫn dựa trên sắt. do đó, chất siêu dẫn nhiệt độ cao là công cụ phát triển các lý thuyết giải thích rõ hơn về chất siêu dẫn. Loại dây dẫn này thú vị ở chỗ Có một giá trị rất cao của trường tới hạn trên khiến cho dòng điện tới hạn cũng rất cao. Tính siêu dẫn cũng là một hiện tượng của cơ học lượng tử. Điều này không có nghĩa là chất siêu dẫn có độ dẫn điện hoàn hảo theo vật lý cổ đại. Tính siêu dẫn truyền thống có thể được giải thích bằng lý thuyết BCS. Tính siêu dẫn xảy ra ở nhiều loại vật chất. Điều này bao gồm các nguyên tố dễ dàng có sẵn như thiếc và nhôm, hoặc các vật liệu quý như hợp kim và một số chất bán dẫn được pha tạp nặng. Tính siêu dẫn không xảy ra ở các kim loại quý như vàng, bạc hoặc hầu hết các chất có từ tính. Hiện nay, chất siêu dẫn có thể được chia thành hai loại theo tính chất từ ​​của chúng: Chất siêu dẫn loại 1 và chất siêu dẫn loại 2. Điều này là do nam châm bên ngoài có thể phá hủy tính siêu dẫn. Nhưng ở một số loại chất siêu dẫn, tức là chất siêu dẫn có chứa pha tạp từ tính. Sẽ dẫn đến tình trạng từ tính trong cấu trúc. làm cho nhiệt độ tới hạn giảm Nó cũng tạo ra các chất siêu dẫn được Abrigosov và Gorkov gọi là chất siêu dẫn không khe hở. Kết quả của việc trao đổi spin đã được xem xét. (Trao đổi spin) của chất pha tạp từ không đậm đặc Người ta thấy rằng nhiệt độ tới hạn (Nhiệt độ tới hạn, T) đã giảm. Nồng độ của chất pha tạp từ có một giá trị nhất định khiến T giảm cho đến khi bằng 0. Và một nồng độ khác làm cho khoảng cách năng lượng bằng không. Hiệu ứng Meissner là một hiện tượng thường được sử dụng để kiểm tra xem hiện tượng siêu dẫn có xảy ra hay không. Từ sự xuất hiện của từ trường bên ngoài khi chất đó ở trạng thái siêu dẫn. Một từ trường bên ngoài gây ra một dòng điện cảm ứng trên bề mặt chất siêu dẫn, dòng điện này tạo ra một từ trường có cùng độ lớn nhưng ngược hướng với từ trường tác dụng, do đó làm cho từ trường bên trong của vật chất tăng lên. là trung tâm Từ hiện tượng trên, chất siêu dẫn được coi là có tính chất nghịch từ hoàn hảo. Việc tìm kiếm các tính chất của chúng vẫn đang tiếp tục. Cho đến năm 1955, Deaver và Fairbank (Deaver & Fairbank. 1961) đã phát hiện ra mối liên hệ khác giữa tính chất điện và tính chất từ ​​của chất siêu dẫn. Hiện tượng này được gọi là Mô hình từ thông Lượng tử hóa (Lượng tử hóa thông lượng) bằng cách lấy chất siêu dẫn chế tạo thành một vòng và đặt một từ trường vào. Chất siêu dẫn có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn của chúng. Từ trường có thể đi qua chất siêu dẫn và nếu nhiệt độ của vòng giảm xuống dưới nhiệt độ tới hạn thì từ trường có thể đi vào trở lại. Từ trường này tạo ra một dòng điện cảm ứng chạy trong vòng và tạo ra một từ trường hướng qua khe hở của vòng. Đó là hiện tượng từ một thí nghiệm nhằm tìm ra mối liên hệ giữa nhiệt độ tới hạn (Tc) và khối lượng đồng vị (M), các giá trị khác nhau của tính siêu dẫn. Người ta thấy rằng mối quan hệ có thể được viết như sau. 1. Tính chất của chất siêu dẫn nhiệt độ cao có tính định hướng cao: cấu trúc của các nguyên tử trong tinh thể là phân lớp và độ dẫn điện vuông góc với trục chính của tinh thể hầu như không tồn tại. Điều này mang lại cho chất siêu dẫn nhiệt độ cao cấu trúc dẫn điện gần như 2 chiều. Khi nhiệt độ của chất siêu dẫn giảm đến nhiệt độ tới hạn Sẽ có sự thay đổi từ trạng thái bình thường sang trạng thái siêu dẫn. Làm cho giá trị điện trở giảm ngay về 0, chẳng hạn như thí nghiệm đo điện trở của thủy ngân ở nhiều nhiệt độ khác nhau. Người ta phát hiện ra rằng ở nhiệt độ dưới 4,2 Kelvin, điện trở của thủy ngân ngay lập tức bằng không. Vì vậy, có thể nói rằng Thủy ngân có đặc tính siêu dẫn với nhiệt độ tới hạn là 4,2 Kelvin.