Меню

Электрический ток при абсолютном нуле

Что такое абсолютный нуль?

абсолютный нуль температуры

  1. На пути к абсолютному нулю
  2. Расчет абсолютного нуля
  3. Нацеленность на абсолютный нуль
  4. Сверхтекучесть и сверхпроводимость

Абсолютный ноль, теоретически, является самой низкой из возможных температур и, следовательно, самой низкой возможной полной энергией системы. Хотя можно ожидать, что движение всех частиц остановится на абсолютном нуле, на самом деле это не так. Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что даже при минимально возможной температуре субатомные частицы все еще будут обладать остаточной кинетической энергией, известной как энергия нулевой точки. Странный результат этого факта заключается в том, что плотно упакованные электроны в металле при абсолютном нуле будут иметь ту же энергию, что и обычный газ при 50000 ° C. Таким образом, хотя в абсолютном нуле системы энтропия равна нулю, полная энергия системы не равна нулю.

Температуры в пределах нескольких миллиардных долей степени абсолютного нуля были достигнуты в лаборатории. При таких низких температурах вещества попадают в своеобразное состояние, известное как конденсат Бозе-Эйнштейна, в котором их квантовые волновые функции сливаются, и частицы теряют свою индивидуальную идентичность.

Обозначенный нулевыми градусами на шкале Кельвина (0K = -273,16 ° C = -459,69 ° F), абсолютный ноль физически недостижим в соответствии с третьим законом термодинамики. На первый взгляд, это может показаться необоснованным. Верхнего предела температуры нет, так почему должен быть нижний? Пытаясь понять это, полезно подумать о соотношении температур, а не о разнице температур. Скажем, соотношение от 10000 К до 1000 К, например, такое же, как и от 0,001 К до 0,0001 К. Подобно тому, как мы поставляем все больше и больше энергии в систему, мы можем добавить столько нулей до десятичной точки кельвинского чтения, сколько захотим, поэтому, продолжая выводить энергию из системы, мы можем добавить произвольное число нулей после десятичной точки. Однако точно так же, как мы никогда не сможем достичь бесконечно высокой температуры, мы никогда не сможем достичь бесконечно низкой температуры — самого абсолютного нуля.

В глубоком смысле, абсолютный ноль лежит на асимптотическом пределе низкой энергии так же, как скорость света лежит для частиц с массой на асимптотическом пределе высокой энергии. В обоих случаях энергия движения — кинетическая энергия — является ключевой величиной. В конце высокой энергии, когда средняя скорость частиц вещества приближается к скорости света, температура возрастает без ограничений.

На пути к абсолютному нулю

Каждое вещество содержит определенное количество тепла, даже относительно холодное вещество, такое как лед. Тепло является результатом непрерывного движения молекул вещества, которые благодаря этому движению обладают кинетической энергией. Температура является мерой средней кинетической энергии молекул. Чем холоднее вещество, тем меньше его молекулы движутся. Таким образом, должна быть возможность продолжать охлаждение до точки, в которой молекулярное движение полностью прекращается. Эта точка, «абсолютный нуль», представляет большой интерес для ученых, но на практике недостижима. При температурах, близких к абсолютному нулю, некоторые материалы проявляют замечательные свойства, такие как сверхпроводимость и сверхтекучесть.

Расчет абсолютного нуля

На шкале Цельсия абсолютный ноль на 273,16 градуса ниже точки замерзания воды. Его значение может быть предсказано в результате поведения газов, когда они нагреваются или охлаждаются. При нагревании «идеальный» газ расширяется в объеме (V) пропорционально его абсолютной температуре (T), если его давление (P) сохраняется постоянная. Его давление увеличивается в той же пропорции, если его объем остается постоянным. При охлаждении происходит обратное, согласно уравнению PV = RT, где R известно как универсальная газовая постоянная. Фактически давление падает в 1 / 273,16 раза при каждом понижении температуры на 1 ° C. Таким образом, при -273,16 ° C будет достигнуто нулевое давление, и это должен быть абсолютный нуль температуры.

Абсолютный нуль обычно обозначается как 0 по шкале Кельвина температуры, названной в честь британского ученого Уильяма Томсона, барона Кельвина из Ларгса. Его приращения температуры равны приращениям по шкале Цельсия или Цельсия. Таким образом, 0K соответствует -273 ° C (абсолютная нулевая температура обычно округляется до -273 ° C или -460 по шкале Фаренгейта), а 273K соответствует 0 ° C — точке замерзания воды.

Нацеленность на абсолютный нуль

Температуру газа можно снизить, сначала сжав газ в корпусе с фиксированным объемом, а затем отводя полученное тепло, например, с помощью окружающей водяной рубашки. Если затем газу позволяют выходить в больший объем, он становится еще холоднее, поскольку его молекулы теряют кинетическую энергию во время расширения. Этот цикл используется в холодильнике и может сжижать и даже замораживать многие газы.

Газом, наиболее полезным в экспериментах при очень низких температурах, был гелий, газ с самой низкой температурой кипения, 4.2K (-269 ° C). Температура жидкого гелия может быть дополнительно снижена до 1 К путем вакуумной откачки газа выше уровня жидкости, чтобы снизить его давление и тем самым снизить температуру кипения. Жидкий гелий обычно производится на установке для сжижения воздуха, поскольку один из редких газов, оставшихся после сжижения кислорода и азота.

Ниже 1K трудно добиться дальнейшего охлаждения, и используется низкотемпературный эффект, который возникает в некоторых твердых веществах. Некоторые соли действуют как магниты, когда погружены в сильное магнитное поле, но перестают быть магнитными при удалении поля. Это явление известно как парамагнетизм. Когда соль намагничена, ее молекулы выстраиваются в поле, но расстраиваются при удалении поля. Если парамагнитное твердое вещество охлаждают до 1 К жидким гелием, которому дают испариться, тепловая энергия удаляется из твердого вещества. Когда сильное магнитное поле включено, молекулы выравниваются и создают тепло при своем движении. Это удалено окружающим газом гелия, который откачан. Когда поле выключено, молекулы становятся неупорядоченными и вызывают дальнейшее снижение внутренней энергии твердого тела. Холодная соль может затем поглощать тепло из второго контейнера с гелием. Цикл намагничивания и размагничивания может производить температуры в несколько тысячных градуса Кельвина.

Сверхтекучесть и сверхпроводимость

Жидкий гелий при очень низких температурах не только трудно получить, но и ведет он себя самым необычным образом. Быстрое кипение происходит, когда давление пара падает, но при 2,18 К внутреннее барботирование газа гелия внезапно прекращается, хотя кипение продолжается. Ниже этого так называемого «лямбда-точки» жидкий гелий проявляет «сверхтекучие» свойства.

Читайте также:  Прибор для измерения электрического тока в сети

Вблизи абсолютного нуля некоторые вещества проявляют замечательные свойства. Например, становится возможным своего рода вечное движение электрического тока, то есть некоторые металлы и сплавы обладают сверхпроводимостью. При понижении их температуры (например, до 7 К для свинца) электрическое сопротивление материала полностью исчезает. Если электрический ток может течь в кольце такого металла, он продолжает течь. Таким образом, ток течет без ослабления в течение нескольких лет.

Сверхпроводимость была обнаружена голландским физиком Хайке Камерлинг Оннес. Теоретически она может быть использована в качестве основы для некоторых компьютерных запоминающих устройств, поскольку при хранении в сверхпроводнике информация остается неизменной. Магнитное поле достаточной силы может разрушить сверхпроводящее состояние, и этот эффект можно использовать для создания высокоскоростного устройства переключения тока. Поскольку сверхпроводящий материал имеет нулевое электрическое сопротивление, через него могут проходить очень большие токи. В результате сверхпроводящие обмотки для электромагнитов могут быть использованы для создания чрезвычайно мощных магнитных полей.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Электрический ток при абсолютном нуле

Елена Якубович

Со временем знания, полученные на лекциях по электронике и микроэлектронике подрастеряла. Свежа только электронно-дырочная проводимость. а вот полупроводники и сверхпроводники почти канули в \лету.)0 Насколько помню, при стремлении температуры материала к нулю стремится к нулю и проводимость, а сопротивление, соответственно возрастает. И чем идеальнее и правильнее кристаллическая решётка материала, тем более идеальным с точки зрения сопротивления изолятором он становится. Помню, что абсолютный нуль — суть предел, то есть он не достижим. Что-то там ещё учили про собственную проводимость полупроводников. )) не помню деталей.))

Marina Braun

На первый взгляд – это очевидный бред, поскольку из физики известно, что температуры ниже абсолютного нуля быть не может. Сам абсолютный ноль отражает прекращение колебательного движения электронов в атомах замороженного вещества. При остановке колебательного движения любого тела невозможно задать этому телу более высокую степень остановки, чтобы таким образом получить более высокую степень отрицательности температуры.

Эль Эн

Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, ученые обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля (— 273,16 °С) некоторые металлы почти пол­ностью утрачивают электрическое сопротивление. Они становятся идеальными проводниками, способными длительное время пропус­кать ток по замкнутой цепи без всякого воздействия источника электрической энергии. Это явление названо сверхпроводимостью.

Эль Эн

почитай в интернете

Эль Эн

Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, ученые обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля (— 273,16 °С) некоторые металлы почти пол­ностью утрачивают электрическое сопротивление. Они становятся идеальными проводниками, способными длительное время пропус­кать ток по замкнутой цепи без всякого воздействия источника электрической энергии. Это явление названо сверхпроводимостью.

Эль Эн

Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, ученые обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля (— 273,16 °С) некоторые металлы почти пол­ностью утрачивают электрическое сопротивление. Они становятся идеальными проводниками, способными длительное время пропус­кать ток по замкнутой цепи без всякого воздействия источника электрической энергии. Это явление названо сверхпроводимостью.

Эль Эн

Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, ученые обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля (— 273,16 °С) некоторые металлы почти пол­ностью утрачивают электрическое сопротивление. Они становятся идеальными проводниками, способными длительное время пропус­кать ток по замкнутой цепи без всякого воздействия источника электрической энергии. Это явление названо сверхпроводимостью.

Это если на экзамене абсолютный ноль, то вполне можно сказать, что ток проводит любой материал. Хотя действительно так и есть. Только изоляторы имеют очень большое сопротивление, а проводники — поменьше. Взять очень тонкий изолятор — и через него можно пропустить ток. И взять очень длинный и тонкий проводник — и ток окажется слабым.

Стас

Нет Ток-это направленное движение заряженных частиц.Возможен при разности потенциалов. Носителем являются электроны-в полупроводниках так-же дыры. В пластмассе,например,нет свободных электронов-отсюда вывод. Что касается проводимости при абс 0-е ,то наступает абсолютная проводимость,т.е.-нет сопротивления.

Стас

Да,сверхпрводимость.Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько сотен соединений, чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании.Открытие в 1986—1993 гг. ряда высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) далеко отодвинуло температурную границу сверхпроводимости и позволило практически использовать сверхпроводящие материалы не только при температуре жидкого гелия (4.2 К), но и при температуре кипения жидкого азота (77 К), гораздо более дешевой криогенной жидкости.Основой для открытия явления сверхпроводимости стало развитие технологий охлаждения материалов до сверхнизких температур. В 1877 году французский инженер Луи Кайете и швейцарский физик Рауль Пикте независимо друг от друга охладили кислород до жидкого состояния. В 1883 году Зигмунт Врублевски и Кароль Ольшевски (англ.) выполнили сжижение азота. В 1898 году Джеймсу Дьюару удалось получить и жидкий водород.В 1893 году проблемой сверхнизких температур стал заниматься голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес. Ему удалось создать лучшую в мире криогенную лабораторию, в которой 10 июля 1908 года им был получен жидкий гелий. Позднее ему удалось довести его температуру до 1 Кельвина. Камерлинг-Оннес использовал жидкий гелий для изучения свойств металлов, в частности, для измерения зависимости их электрического сопротивления от температуры. Согласно существовавшим тогда классическим теориям[1], сопротивление должно было плавно падать с уменьшением температуры, однако существовало также мнение, что при слишком низких температурах электроны практически остановятся и совсем перестанут проводить ток. Эксперименты, проводимые Камерлингом-Оннесом со своими ассистентами Корнелисом Дорсманом и Гиллесом Хольстом, вначале подтверждали вывод о плавном спадании сопротивления. Однако 8 апреля 1911 года он неожиданно обнаружил, что при 3 Кельвинах (около −270 °C) электрическое сопротивление ртути практически равно нулю. Следующий эксперимент, проведённый 11 мая, показал, что резкий спад сопротивления до нуля происходит при температуре около 4,2 К (позднее, более точные измерения показали, что эта температура равна 4,15 К). Этот эффект был совершенно неожиданным и не мог быть объяснён существовавшими тогда теориями.В 1912 году были обнаружены ещё два металла, переходящие в сверхпроводящее состояние при низких температурах: свинец и олово. В январе 1914 года было показано, что сверхпроводимость разрушается сильным магнитным полем. В 1919 году было установлено, что таллий и уран также являются сверхпроводниками[2][3].Нулевое сопротивление — не единственная отличительная черта сверхпроводников. Одним из главных отличий сверхпроводников от идеальных проводников является эффект Мейснера, открытый Вальтером Мейснером и Робертом Оксенфельдом в 1933 году.Первое теоретическое объяснение сверхпроводимости было дано в 1935 году Фрицем и Хайнцем Лондоном (англ.). Более общая теория была построена в 1950 году Л. Д. Ландау и В. Л. Гинзбургом. Она получила широкое распространение и известна как теория Гинзбурга — Ландау. Однако эти теории имели феноменологический характер и не раскрывали детальные механизмы сверхпроводимости. Впервые сверхпроводимость получила объяснение на микроскопическом уровне в 1957 году в работе американских физиков Джона Бардина, Леона Купера и Джона Шриффера. Центральным элементом их теории, получившей название теории БКШ, являются так называемые куперовские пары электронов.Позднее было установлено, что сверхпроводники делятся на два больших семейства: сверхпроводников I типа (к ним, в частности, относится ртуть) и II типа (которыми обычно являются сплавы разных металлов). В открытии сверхпроводимости II типа значительную роль сыграли работы Л. В. Шубникова в 1930-е годы и А. А. Абрикосова в 1950-е.Для практического применения в мощных электромагнитах большое значение имело открытие в 1950-х годах сверхпроводников, способных выдерживать сильные магнитные поля и пропускать большие плотности тока. Так, в 1960 году под руководством Дж. Кюнцлера был открыт материал Nb3Sn, проволока из которого способна при температуре 4,2 К, находясь в магнитном поле величиной 8,8 Тл, пропускать ток плотностью до 100 кА/см².В 1962 году английским физиком Брайаном Джозефсоном был открыт эффект, получивший его имя.В 1986 году Карл Мюллер и Георг Беднорц открыли новый тип сверхпроводников, получивших название высокотемпературных[4]. В начале 1987 года было показано, что соединения лантана, стронция, меди и кислорода (La—Sr—Cu—O) испытывают скачок проводимости практически до нуля при температуре 36 К. В начале марта 1987 года был впервые получен сверхпроводник при температуре, превышающей температуру кипения жидкого азота (77,4 К): было обнаружено, что таким свойством обладает соединение иттрия, бария, меди и кислорода (Y—Ba—Cu—O). По состоянию на 1 января 2006 года рекорд принадлежит керамическому соединению Hg—Ba—Ca—Cu—O(F), открытому в 2003 году, критическая температура для которого равна 138 К. Более того, при давлении 400 кбар то же соединение является сверхпроводником при температурах до 166 К[5].

Читайте также:  Переходной ток в схеме

Людмила Морева

«Доказывается, что Оннес, автор сенсационного утверждения об открытии им «сверхпроводимости электрического тока», допустил роковую научную ошибку, наносящую колоссальный ущерб мировой науке и экономике. Ошибка Оннеса вот уже более 100 лет создает пагубные последствия, устранение которых весьма актуально».

Василий Щербинин

Диэлектрики не проводят ток НИКОГДА. При сверхнизких температурах у ряда металлов и полупроводников наблюдается эффект сверхпроводимости. И тепловое движение молекул и атомов здесь не причём. Электрический ток образуют электроны, которые от температуры окружающей среды не зависят никоим образом.

Не знаю как все но есть материалы, которые действительно проводят эл. ток при понижении градуса до практически абсолютного нуля. Причем при обычной климатической температуре на земле его не проводят. Причем проводят его так, что все что есть сейчас на земле с этим сравниться не может.

Александр Князев

Проводники тока работают не обязательно при низких температурах. Абсолютный ноль недостижим. А проводимось осуществляется свободными электронами. Значит, наверное, имеет смысл говорить лишь о металлах. Впрочем, явление сверхпроводимости изучено не для всех веществ.

Валентина Лихачева

Физику будем вспоминать? Если мыслить логически, то нуль (нулевой провод) не должен проводить электроток. Провода бывают медные, а из какого материала сделан нулевой провод(?). Думаю тоже из медного, только по нему не проходит ток, он не под напряжением находится.

Источник



§ 2.6. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ

Поведение вещества вблизи абсолютного нуля зачастую не имеет ничего общего с его поведением при обычных температурах. При низких температурах обнаруживаются многочисленные эффекты, которые при обычных условиях, как правило, оказываются замаскированными тепловым движением частиц.

Открытие этого замечательного явления принадлежит выдающемуся голландскому ученому Гейке Камерлинг-Оннесу. Камерлинг-Оннес первым получил жидкий гелий (1908). Именно возможность работать при «гелиевых» температурах и позволила Камерлинг-Оннесу обнаружить сверхпроводимость.

В начале прошлого века существовали теории, которые давали совершенно противоположные предсказания относительно влияния низких температур на электропроводность.

С одной стороны, при понижении температуры колебания атомов в металлах становятся более слабыми и электроны сталкиваются с атомами реже. В результате проводимость возрастает и при Т = 0 сопротивление должно стремиться к нулю.

С другой стороны, электроны проводимости при низких температурах теснее связываются с атомами, что приводит к бесконечно большому сопротивлению при Т = 0.

Этот спор мог разрешить только опыт, который блестяще выполнил Камерлинг-Оннес. Сначала он измерял сопротивление платины при низких температурах. Полученные им ре- зультаты не укладывались в рамки существовавших теорий — при понижении температуры сопротивление платины приближалось к постоянному значению. Однако Камерлинг-Оннес обратил внимание на то, что сопротивление различных образцов при прочих равных условиях было тем меньше, чем чище оказывался металл. Отсюда он заключил, что существование сопротивления при Т -* О К связано с наличием примесей в металле, и чистый металл при нулевой температуре должен обладать бесконечной проводимостью.

Результаты экспериментов с ртутью оказались неожиданными. С понижением температуры удельное сопротивление ртути сначала плавно убывало, а при температуре 4,1 К (что несколько ниже температуры кипения жидкого гелия) резко падало и становилось неизмеримо малым. Примерная зависимость удельного сопротивления от температуры для ртути представлена на рисунке 2.17.

Читайте также:  От чего зависит сила взаимодействия двух параллельных проводников с током

28 апреля 1911 г. Камерлинг-Оннес сообщил о результатах своих экспериментов Нидерландской Королевской академии. Открытое явление он назвал сверхпроводимостью.

После открытия сверхпроводимости Камерлинг-Оннес поставил перед собой задачу: выяснить, насколько малым становится сопротивление сверхпроводника. Для этой цели ему необходимо было научиться измерять очень малые удельные

сопротивления. С этой задачей он блестяще справился. По результатам проведенных экспериментов Камерлинг-Оннес пришел к выводу, что сопротивление сверхпроводника равно нулю.

Самое длительное зафиксированное до сих пор существование незатухающего тока в сверхпроводнике — около двух лет. (Этот ток циркулировал бы гораздо дольше, если бы не перерыв в снабжении жидким гелием, вызванный забастовкой транспортных рабочих.) Даже спустя два года никакого уменьшения силы циркулирующего тока не было замечено, что позволяет с полным основанием считать сопротивление сверхпроводника равным нулю.

Но этот вывод относится только к постоянному току. Для переменных токов сопротивление сверхпроводников отлично от нуля.

Практическое применение сверхпроводимости обещало быть очень перспективным.

Камерлинг-Оннес первым приступил к созданию сверхпроводящего магнита. Однако здесь его поджидало разочарование. В 1913 г. он обнаружил, что в магнитном поле, индукция которого превышает некоторое пороговое значение, сверхпроводимость исчезает. Пропускание сильного электрического тока также разрушало сверхпроводимость.

Лишь много времени спустя были открыты сверхпроводящие материалы, способные выдерживать сильные магнитные поля и пропускать большие токи без разрушения сверхпроводимости. Понадобилось более сорока лет для создания первых сверхпроводящих магнитов, имеющих практическое значение.

В таблице 5 приведены температуры перехода в сверхпроводящее состояние некоторых веществ. Вещество Температура перехода в сверхпроводящее состояние, К Титан 0,4 Уран 0,8 Цинк 0,9 Алюминий 1,2 Олово 3,8 Ртуть 4,1 Свинец 7,2 Нитрат ниобия 15,2

Объяснение сверхпроводимости было дано в 1967 г. учеными Дж. Бардиным, JI. Купером и Дж. Шриффером (США) и Н. Н. Боголюбовым (Россия) на основе квантовой теории.

Применение сверхпроводящих магнитов

Сверхпроводящие магниты весьма широко и разнообразно используются. Они играют важную роль в физике высоких энергий, помогают исследовать твердые тела, применяются в электротехнике и даже на транспорте.

Сверхпроводящие магниты находят применение в поездах на магнитной подушке. В Японии, например, действует экспериментальная семикилометровая линия, на которой поезд на магнитной подушке мчится со скоростью около 500 км/ч.

В электротехнике использование сверхпроводящих магнитов становится целесообразным при создании электрических двигателей и генераторов гигантской мощности — в сотни и более мегаватт.

Мощные сверхпроводящие магниты используют в ускорителях заряженных частиц, установках управляемого термоядерного синтеза.

При исследовании твердых тел, молекул, атомов и ядер необходимо создавать сильные магнитные поля в малых объемах. Сверхпроводящие магниты здесь незаменимы и сейчас широко используются в физических лабораториях.

Для энергетики будущего очень важно разработать новые эффективные способы хранения и передачи электроэнергии. Сверхпроводники и здесь окажутся очень перспективными. Ученые Висконсинского университета (США) разработали проект системы хранения электроэнергии. Гигантская сверхпроводящая катушка диаметром более 100 м будет установлена в специальном тоннеле, пробитом в горах. В нем с помощью жидкого гелия будет поддерживаться температура, близкая к абсолютному нулю. Незатухающий сверхпроводящий ток в такой катушке запасет гигантскую энергию: 4 • 1011 Дж. А передача электроэнергии без потерь по сверхпроводящим кабелям? Пока что можно только мечтать о линиях электропередач, которые переносили бы электрическую энергию без потерь на огромные расстояния.

В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпроводимость. Получены сложные оксидные соединения лантана, бария и других элементов (керамики) с температурой перехода в сверхпроводящее состояние около 100 К. Это выше температуры кипения жидкого азота при атмосферном давлении.

Созданные образцы из материалов, обладающих высоко-температурной сверхпроводимостью, имеют небольшие размеры. Они очень хрупки, и из них не удается получить длинно- размерных образцов, кабелей: при прокатке или волочении они рассыпаются в порошок. Задача состоит не только в поиске сверхпроводящих материалов, но и в том, чтобы сделать их технологичными.

Высокотемпературная сверхпроводимость в недалеком будущем приведет наверняка к новой технической революции во всей электротехнике, радиотехнике, конструировании ЭВМ. Сейчас прогресс в этой области тормозит необходимость охлаждения проводников до температур кипения дорогого газа — гелия.

Надо надеяться, что удастся создать сверхпроводники при комнатной температуре. Генераторы и электродвигатели ста- нут исключительно компактными (уменьшатся в несколько раз) и экономичными. Электроэнергию можно будет передавать на любые расстояния без потерь и аккумулировать в простых устройствах.

Многие металлы и сплавы при температурах ниже 25 К полностью теряют сопротивление — становятся сверхпроводниками.

Недавно была открыта высокотемпературная сверхпроводимость.

Источник

При абсолютном нуле останавливаются даже атомы, а электричество ?

Прежде всего терпеливо разберёмся со словами.

Сегодня под термином «электричество» в науке и технике понимают не какой-то материальный объект, а круг явлений, связанных с электрическими зарядами.
В обыденном языке под электричеством понимают чаще всего силу тока или напряжение.

Вот почему «электричество» противопоставлять «атомам» некорректно: всё равно что сравнивать ведро с музыкой )))

Я бы переформулировал вопрос иначе: возможен ли электрический ток при абсолютном нуле. Или даже так: возможен ли абсолютный нуль при наличии электрического тока.

В классической термодинамике под температурой понимают физ-величину, пропорциональную средней кинетической энергии движения частиц, составляющих термодинамическую систему.
Эти частицы могут двигаться поступательно, как молекулы газа, или вибрировать около какого-то значения равновесия, как молекулы твердого тела, или совмещать оба эти вида движения — как в жидкости; но коль скоро такое движение, независимо от формы, вообще есть — есть и отличная от нуля температура.

Раз у вас имеется электрический ток, то есть некое направленное движение носителей электрического заряда (на практике в качестве таких носителей выступают ионы, электроны, или псевдо-объекты вроде дырок, которым объектам тоже можно приписать эффективную массу), и поскольку эти носители имеют массу, то, получается, что такая система содержит частицы, обладающие ненулевой кинетической энергией.

А коли так, то говорить об абсолютном нуле уже нельзя.

Источник