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kazuki_hayakawa
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はやかわ
@kazuki_hayakawa
その前に前回のSHT！ ということで前回分のまとめがこちら。 2015年9月10日 スーパー早川タイム『磁石の物理学』補足ツイートまとめ - Togetterまとめ togetter.com/li/872342
2015-09-17 23:26:21
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(１ 今日は超電導を扱ったが、マイスナー効果や完全反磁性などに触れられた。 物性の中でも磁性はかなり面白いと思っているが、今回でも話しきれなかった部分について触れたいと思う。 #今日のSHT
2015-09-17 23:28:45
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(２ そもそもマイスナー効果などはマクロに見ることの出来る量子力学的現象であることを知っていると驚きがなお強い。 というのも量子力学的な現象は通常ミクロな世界で観測されるものだからだ。 #今日のSHT
2015-09-17 23:29:57
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(３ そもそも電気と磁気が同じように扱うべきという話は先週もしたが、今回のは如実に感じられるはず。 というのも、電気抵抗が0であれば、外部磁場をかけた時に誘導電流が発生するものの、抵抗0故に磁場の時間変化しないように保存することが完全反磁性の要因だからだ。 #今日のSHT
2015-09-17 23:33:50
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(４ 磁場の時間変化を0に保つような要請が外部磁場を打ち消す磁場の発生要因であり、これこそがマイスナー効果の原因である。 これ自体は電磁気学のマクスウェル方程式から簡単に導出可能な部分ではある。 #今日のSHT
2015-09-17 23:35:26
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(５ そしてこうした超電導状態が実現されるが、そもそもこれを実現させるには複数の電子が同じ状態としてボース凝縮をしていなければならない点で量子力学的現象である。 しかし、フェルミ粒子である電子にはこれが不可能であり、これが長年研究者を悩ませ続けてきた。 #今日のSHT
2015-09-17 23:39:54
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(６ これを解決したのがBCS理論で、電子がクーパー対を作ることによりボース粒子としての振る舞いをすることが可能になり、ボース凝縮を可能にし、理論的に超伝導状態が説明された。 現象的に観測されていた超電導が理論的に説明されたということ。 #今日のSHT
2015-09-17 23:41:47
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(７ ちなみに他にも量子力学的現象は見られていて、磁束の量子化やジョセフソン効果などでも観測できる。 通常ミクロで観測されるはずの量子力学的現象をマクロな物理量で捉えることが出来る点でアハラノフ・ボーム効果と並んで面白い。 #今日のSHT
2015-09-17 23:43:55
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(８ またピン止め効果は文脈としてまた別の意味を持つ。 完全反磁性の崩れた第二種超伝導体で実現し、臨界磁場の存在など実用的な面において必要になってくる。 先ほどの話が理学的な話なら今度は工学的な話というわけだ。 #今日のSHT
2015-09-17 23:46:22
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(９ 実際にリニアモーターカー等で使用する際にはこうした部分が重要になってくる。 工学的な話をすれば超伝導状態に相転移する温度もまた重要な話題になってくる。 #今日のSHT
2015-09-17 23:47:21
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(１０ 超伝導状態への相転移は今までは液体窒素レベル（-196℃付近）での事象だったが、これを実用上再現し続けるのは非常に厳しい。 しかし、昨今では-130℃程度での高温超伝導が注目されている。 転移温度の高い物質を発見することが実用に向けて非常に重要になる。 #今日のSHT
2015-09-17 23:50:41
はやかわ
@kazuki_hayakawa
(１１ やがて常温での超伝導状態の実現が可能となれば超電導の恩恵をフルに受けることが出来るようになり、非常に有用になろう。 だからこそ世界中でも注目度の高いトピックでもある。 理学的にも工学的にも興味深い磁性は非常に良いテーマであると思っている。 #今日のSHT
2015-09-17 23:52:33