Die Wirkung von Meissner ist eine Ausweisung eines magnetischen Feldes von einem Supraleiter während seines Übergangs zum Superleiten-Staat. Die deutschen Physiker Walther Meissner und Robert Ochsenfeld haben das Phänomen 1933 entdeckt, indem sie den magnetischen Feldvertrieb außerhalb des Superleitens von Dose und Leitungsproben gemessen haben. Die Proben, in Gegenwart von einem angewandten magnetischen Feld, wurden darunter abgekühlt, was ihre Superleiten-Übergangstemperatur genannt wird. Unter der Übergangstemperatur haben die Proben fast alle magnetischen Felder innen annulliert. Sie haben diese Wirkung nur indirekt entdeckt; weil der magnetische Fluss durch einen Supraleiter erhalten wird, als das Innenfeld das vergrößerte Außenfeld vermindert hat. Das Experiment hat zum ersten Mal demonstriert, dass Supraleiter mehr waren als gerade vollkommene Leiter und ein einzigartig definierendes Eigentum des Superleiten-Staates zur Verfügung gestellt haben.

Erklärung

In einem schwachen angewandten Feld "vertreibt" ein Supraleiter fast den ganzen magnetischen Fluss. Es tut das durch die Aufstellung von elektrischen Strömen in der Nähe von seiner Oberfläche. Das magnetische Feld dieser Oberflächenströme annulliert das angewandte magnetische Feld innerhalb des Hauptteils des Supraleiters. Da sich die Feldausweisung oder Annullierung, mit der Zeit nicht ändert, die Ströme, die diese Wirkung erzeugen (hat gerufen beharrliche Ströme) verfallen mit der Zeit nicht. Deshalb kann vom Leitvermögen als unendlich gedacht werden: ein Supraleiter.

In der Nähe von der Oberfläche, innerhalb einer Entfernung hat die Londoner Durchdringen-Tiefe genannt, das magnetische Feld wird nicht völlig annulliert. Jedes Superleiten-Material hat seine eigene charakteristische Durchdringen-Tiefe.

Jeder vollkommene Leiter wird jede Änderung zum magnetischen Fluss verhindern, der seine Oberfläche wegen der gewöhnlichen elektromagnetischen Induktion am Nullwiderstand durchführt. Die Meissner Wirkung ist davon verschieden: Wenn ein gewöhnlicher Leiter abgekühlt wird, so dass es den Übergang zu einem Superleiten-Staat in Gegenwart von einem unveränderlichen angewandten magnetischen Feld macht, wird der magnetische Fluss während des Übergangs vertrieben. Diese Wirkung kann durch das unendliche Leitvermögen allein nicht erklärt werden. Seine Erklärung ist komplizierter und wurde zuerst in den Londoner Gleichungen von den Brüdern Fritz und Heinz London gegeben. Es sollte so bemerkt werden, dass das Stellen und die nachfolgende Levitation eines Magnets über einem bereits superführenden Material die Wirkung von Meissner nicht demonstrieren, während ein am Anfang stationärer Magnet, der später durch einen Supraleiter wird zurücktreibt, weil es durch seine kritische Temperatur abgekühlt wird, tut.

Vollkommener diamagnetism

Supraleiter im Staat Meissner stellen vollkommenen diamagnetism oder superdiamagnetism aus, bedeutend, dass das magnetische Gesamtfeld sehr Null tief in ihnen (viele Durchdringen-Tiefen von der Oberfläche) nah ist. Das bedeutet dass ihre magnetische Empfänglichkeit, = 1. Diamagnetics werden von der Generation einer spontanen Magnetisierung eines Materials definiert, das direkt der Richtung eines angewandten Feldes entgegensetzt. Jedoch sind die grundsätzlichen Ursprünge von diamagnetism in Supraleitern und normalen Materialien sehr verschieden. In normalen Materialien entsteht diamagnetism als ein direktes Ergebnis der Augenhöhlendrehung von Elektronen über die Kerne eines Atoms veranlasst elektromagnetisch durch die Anwendung eines angewandten Feldes. In Supraleitern entsteht das Trugbild von vollkommenem diamagnetism aus beharrlichen Abschirmungsströmen, die fließen, um dem angewandten Feld (die meissner Wirkung) entgegenzusetzen; nicht allein die Augenhöhlendrehung.

Folgen

Die Entdeckung der Wirkung von Meissner hat zur phänomenologischen Theorie der Supraleitfähigkeit durch Fritz und Heinz London 1935 geführt. Diese Theorie hat Resistanceless-Transport und die Wirkung von Meissner erklärt, und hat den ersten theoretischen Vorhersagen für die Supraleitfähigkeit erlaubt, gemacht zu werden. Jedoch hat diese Theorie nur experimentelle Beobachtungen erklärt — sie hat den mikroskopischen Ursprüngen der Superleiten-Eigenschaften nicht erlaubt, identifiziert zu werden. Das wurde erfolgreich durch die BCS Theorie 1957 getan, aus der die Durchdringen-Tiefe und die Wirkung von Meissner resultieren.

Image:Tin_4.2K_Electromagnet.jpg|A Zinnzylinder — in einer Taschenflasche von Dewar, die mit flüssigem Helium gefüllt ist — ist zwischen den Polen eines Elektromagneten gelegt worden. Das magnetische Feld ist ungefähr 8 milliteslas (80 G).

Image:Tin_80gauss_4.2K.jpg|T=4.2 K, B=8 mT (80 G). Dose ist im normalerweise führenden Staat. Die Kompassnadeln zeigen an, dass magnetischer Fluss den Zylinder durchdringt.

Image:Tin_80gauss_1.6K.jpg|The Zylinder ist von 4.2 K bis 1.6 K abgekühlt worden. Der Strom im Elektromagneten ist unveränderlich behalten worden, aber die Dose ist das Superleiten an ungefähr 3 K geworden. Magnetischer Fluss ist vom Zylinder (die Wirkung von Meissner) vertrieben worden.

Paradigma für den Mechanismus von Higgs

Die Meissner Wirkung der Supraleitfähigkeit dient als ein wichtiges Paradigma für den Generationsmechanismus einer MassenM (d. h. eine gegenseitige Reihe, wo h unveränderlicher Planck ist und c Geschwindigkeit des Lichtes ist) für ein Maß-Feld. Tatsächlich ist diese Analogie ein abelian Beispiel für den Mechanismus von Higgs, durch den in der energiereichen Physik die Massen der Electroweak-Maß-Partikeln, und erzeugt werden. Die Länge ist mit der "Durchdringen-Tiefe des Londons" in der Theorie der Supraleitfähigkeit identisch.

Beobachtung

Vor der Entdeckung der Hoch-Temperatursupraleitfähigkeit war die Beobachtung der Wirkung von Meissner schwierig, weil die angewandten Felder relativ klein sein mussten (die Maße müssen weit von der Phase-Grenze gemacht werden). Aber mit Yttrium-Barium-Kupferoxid kann die Wirkung mit dem flüssigen Stickstoff demonstriert werden. Dauerhafte Magnete können gemacht werden frei zu schweben.

Siehe auch

• Superflüssigkeit
• . Eine gute technische Verweisung.
• . Revidierte 2. Ausgabe, Dover (1960) internationale Standardbuchnummer 978-0-486-60044-4. Durch den Mann, der die Wirkung von Meissner erklärt hat. Seiten 34-37 geben eine technische Diskussion der Wirkung von Meissner für einen Superleiten-Bereich.
• . Seiten 486-489 geben eine einfache mathematische Diskussion der Oberflächenströme, die für die Wirkung von Meissner im Fall von einem langen über einem Superleiten-Flugzeug frei geschwebten Magnet verantwortlich sind.

Links

• Züge von Maglev Audiolichtbildervortrag vom Nationalen Hohen Magnetischen Feldlaboratorium besprechen magnetische Levitation, die Meissner Wirkung, das magnetische Fluss-Abfangen und die Supraleitfähigkeit.
• Meissner Wirkung (Wissenschaft von Kratzer) Kurzes Video von der Reichsuniversität London über die Wirkung von Meissner und frei schwebenden Züge der Zukunft.
• Einführung ins Supraleitfähigkeitsvideo über Supraleiter des Typs 1: R=0/Transition temperatures/B ist eine Zustandsgröße/Meissner Lücke der Wirkung/Energie (Giaever)/BCS Modell.
• Meissner Wirkung (Hyperphysik)