Split Personality: Type 1 and Type

Split Personality: Type 1 and Type 2 Superconductors
Now that you’ve learned about low-temperature and high-temperature superconductivity and the Meissner Effect, you’re ready for us to throw another concept at you: Type 1 and Type 2 superconductors.
All high-temperature superconductors fall into the Type 2 category, as do all superconducting alloys; superconductors made of just one element (mercury and aluminum, for example) are Type 1’s. But these two classifications shouldn’t get confused. Let’s back up a little.
You know already that temperature can determine whether or not a material becomes superconductive. Well, the presence of a magnetic field can also make or break a material’s superconductivity.
You know from the Meissner Effect that a superconductor can expel an outside magnetic force. What we didn’t tell you is that, if that magnetic force gets high enough, the tables turn: The magnetic field gets the better of the superconductor, which then loses its superconductivity and begins conducting electricity normally again.
The strength of the magnetic field required to break the material’s superconductivity is called the critical field.
What separates Type 1 and Type 2 superconductors is the way in which they revert to normal conductivity in the presence of a critical field.
The way Type 1 superconductors operate is pretty cut and dried (as cut and dried as physics can get!). Let’s take our friend mercury. As you know, this element is superconducting at 4.2 K. But expose it to a magnetic field of .041 tesla or higher, and all bets are off; those Cooper pairs break up and the mercury immediately reverts to normal conduction.
Type 2 superconductors are a little more complicated. They have not one, but two critical fields. Let’s take as an example a material widely used in the superconducting magnets of MRI machines: niobium-tin, or Nb3Sn. This alloy becomes superconducting at 18 K (assuming the absence of any significant magnetic field).
Below Nb3Sn’s lower critical field of 0.01 tesla, the alloy remains fully superconducting. Above its upper critical field of about 29 tesla, it ceases superconducting entirely. But in between these two fields the material enters what’s known as a mixed state – essentially, part of it conducts electricity normally, part of it is superconducting.
This mixed state comes about because the superconducting material no longer fully excludes the outside magnetic field; as the field strength increases and approaches the upper critical field, the more the field penetrates the superconductor. The closer to the upper critical field you get, the less superconducting the material becomes.
So unlike Type 1 superconductors, which have a take-it-or-leave-it approach to superconductivity, Type 2 superconductors are willing to spend more time in a middle ground.
The long and the short of this, though, is that Type 2 superconductors generally can sustain superconductivity in the presence of much higher magnetic fields. This is of tremendous consequence to Magnet Lab scientists and others who need high magnetic fields for their experiments. All of the superconducting magnets used in high-field research are Type 2.
Superconductivity is a unique and powerful tool in scientific research, and promises great benefits for the planet. As the force that makes MRI possible, superconductivity has already improved – and often saved – the lives of countless patients and their doctors. Other applications of the technology have been under development for years, including maglev “levitating” trains and superconducting power cables that could revolutionize electricity across the planet. You may well reap the benefits of this research in your lifetime. Click on any of these links, or check out some of the resources listed below, to explore other aspects of superconductivity.

Kết quả (Việt) 1:

Phân chia nhân cách: Loại 1 và loại 2 siêuBây giờ mà bạn đã học được về siêu dẫn nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao và các hiệu ứng Meissner, bạn đã sẵn sàng cho chúng tôi để ném một khái niệm lúc bạn: chất siêu dẫn loại 1 và loại 2.Tất cả các chất siêu dẫn nhiệt độ cao thuộc thể loại loại 2, như làm tất cả hợp kim siêu dẫn; chất siêu dẫn bằng chỉ là một yếu tố (thủy ngân và nhôm, ví dụ) là loại 1. Nhưng các phân loại hai không nên bị lẫn lộn. Chúng ta hãy trở lại một chút.Bạn đã biết rằng nhiệt độ có thể xác định có hay không một vật liệu trở thành superconductive. Vâng, sự hiện diện của từ trường cũng có thể thực hiện hoặc phá vỡ một vật liệu siêu dẫn.Bạn biết từ hiệu ứng Meissner một siêu dẫn có thể trục xuất một lực lượng từ bên ngoài. Những gì chúng tôi đã không cho bạn biết là rằng, nếu lực lượng từ được đủ, cao sang bảng: từ trường được tốt của các siêu dẫn, mà sau đó sẽ mất tính siêu dẫn của nó và bắt đầu tiến hành điện bình thường một lần nữa.Sức mạnh của từ trường yêu cầu để phá vỡ các vật liệu siêu dẫn được gọi là lĩnh vực quan trọng.Những gì phân tách chất siêu dẫn loại 1 và loại 2 là cách mà họ trở lại bình thường dẫn sự hiện diện của một lĩnh vực quan trọng.Cách thức hoạt động chất siêu dẫn loại 1 là khá cắt và khô (như cắt và khô như vật lý có thể nhận được!). Chúng ta hãy thủy ngân người bạn của chúng tôi. Như bạn đã biết, nguyên tố này là siêu dẫn ở 4.2 K. Nhưng tiếp xúc với trường của.041 tesla hoặc cao hơn, và tất cả các cược tắt; những cặp Cooper chia tay và thủy ngân ngay lập tức reverts để dẫn truyền bình thường.Chất siêu dẫn loại 2 là một ít phức tạp hơn. Họ đã không phải một, nhưng hai lĩnh vực quan trọng. Hãy lấy ví dụ một vật liệu sử dụng rộng rãi trong các nam châm siêu dẫn của MRI máy: niobi-tin, hoặc Nb3Sn. Hợp kim này sẽ trở thành siêu dẫn lúc 18 K (giả sử không có bất kỳ đáng kể từ trường).Dưới đây của Nb3Sn thấp lĩnh vực quan trọng của 0,01 tesla, hợp kim vẫn hoàn toàn siêu dẫn. Trên lĩnh vực quan trọng trên của khoảng 29 tesla, nó không còn siêu dẫn hoàn toàn. Nhưng ở giữa các lĩnh vực hai tài liệu vào những gì được biết đến như một nhà nước hỗn hợp-về cơ bản, một phần của nó tiến hành điện bình thường, một phần của nó là siêu dẫn.Điều này pha trộn nhà nước xuất phát bởi vì các vật liệu siêu dẫn không hoàn toàn loại trừ từ trường bên ngoài; như sức mạnh lĩnh vực tăng và phương pháp tiếp cận lĩnh vực quan trọng trên, càng có nhiều lĩnh vực thâm nhập các siêu dẫn. Gần hơn đến lĩnh vực quan trọng trên bạn nhận được, càng ít siêu dẫn các tài liệu sẽ trở thành.Vì vậy, không giống như chất siêu dẫn loại 1, có một cách tiếp cận đi-CNTT-hoặc-để lại-nó để tính siêu dẫn, chất siêu dẫn loại 2 là sẵn sàng để dành nhiều thời gian trong một mặt đất trung bình.The long and the short of this, though, is that Type 2 superconductors generally can sustain superconductivity in the presence of much higher magnetic fields. This is of tremendous consequence to Magnet Lab scientists and others who need high magnetic fields for their experiments. All of the superconducting magnets used in high-field research are Type 2.Superconductivity is a unique and powerful tool in scientific research, and promises great benefits for the planet. As the force that makes MRI possible, superconductivity has already improved – and often saved – the lives of countless patients and their doctors. Other applications of the technology have been under development for years, including maglev “levitating” trains and superconducting power cables that could revolutionize electricity across the planet. You may well reap the benefits of this research in your lifetime. Click on any of these links, or check out some of the resources listed below, to explore other aspects of superconductivity.