초전도란 무엇인가 (왜 일어나는가? 어떻게 사용하는가?)

초전도란 무엇인가 (왜 일어나는가? 어떻게 사용하는가?)

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Description
고온초전도의 세계는 지금 시작되고 있다
절대영도 부근에서 어떤 종류의 물질의 전기저항이 제로가 되는 초전도 현상은 왜 일어나는가? 저항이 없어지는 메커니즘은 어떤 것인가? 초전도를 일으키는 전자쌍은 어떻게 해서 생기는가? 왜 극저온이 아니면 안 되는가? 이것은 그 정체를 숨겨온 초전도도 BCS 이론의 등장에 의해 해명된 듯이 보였다. 초전도 현상이 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼(BCS) 등에 의해 해명된 것은 발견으로부터 46년째인 1957년의 일이었다. 1960년대에 들어와서는 터널효과, 자속 양자화와 꿈에도 생각지 못했던 높은 자기장까지 초전도성을 유지하는 재료, 그리고 조셉슨 효과가 잇따라 발견되어 초전도가 아직도 비밀로 숨기고 있었던 것들이 밝혀지게 되었다. 이들 발견은 BCS 이전에는 생각조차 못 했던 초전도의 응용 분야를 열어놓았다. 그런데 초전도 응용에 있어서의 약점은 극저온 환경을 필요로 한다는 점이었다. 보다 높은 온도에서 초전도가 되는 물질은 없을까? 1986년 뮐러, 베드노르츠 박사에 의한 고임계온도산화물 초전도체의 발견에 의해 초전도는 극저온의 세계에서 실온의 세계로 가까워져 새로운 가능성과 그 정체가 모습을 드러내기 시작하였다. 저자는 초전도에 대한 탐구와 그 역사를 좇아가며 독자를 초전도의 세계로 안내한다. 또한 응용에의 고민과 모색을 통해 초전도의 미래를 그려본다.
저자

오쓰카다이이치로

오쓰카다이이치로는일본도쿄출신으로홋카이도대학을졸업했다.도쿄대학이공학연구소,하버드대학대학원에서연구했다.하버드대학사이클로트론연구소와일렉트로닉스연구소,도호쿠대학금속재료연구소를거쳤고도호쿠대학이학부교수로저온물리학강의를했다.도호쿠대학명예교수와일본진공기술주식회사기술개발부기사장을역임했다.초전도에관한수많은논문과저서가있다.

목차

머리말

1.막이오르기전
1.저온을만든다
2.열과온도
3.마이크로와매크로및열운동
4.질서와무질서및절대영도
5.이상기체와에너지등분배법칙
6.고전물리학에의도전
7.헬륨의액화

2.초전도의발견
8.금속전자론
9.전기저항의메커니즘
10.저항은온도에따라변화한다
11.자유전자란?
12.저항은남았다
13.저항이갑자기사라졌다
14.새로운상태의출현

3.혼미의시대
15.저항은정말로제로인가?
16.전류와자기장
17.전자기유도(電磁氣誘導)
1.영구전류
2.임계자기장
3.도체는자기장변화를싫어한다
4.답은몇개라도있다
5.답은하나밖에없다
6.마이스너효과의의의

4.양자의세계
7.양자의출현
8.드브로이의입자파
9.현(弦)에생기는파동
10.전자파를전자궤도에끼워넣다
11.파울리원리의배타원리
12.자유전자를금속에끼워넣다
13.금속준위를채우다
14.페르미분포
15.전기전도
16.브로흐의금속전자양자론
17.격자진동
18.격자진동과전자

5.모색의시대
19.현상론
20.2유체모델
21.마이스너효과와자기에너지
22.부상자석
23.런던형제
24.마이스너효과를추리하다
25.런던방정식
26.자기장은침입한다
27.침입깊이를측정한다
28.침입깊이와자기에너지
29.중간상태
30.초전자는질서있는운동을한다
31.파동이고른상태
32.질서파라미터
33.질서파라미터가변화한다
34.코히어런스길이
35.코히어런스길이는불순물로변한다
36.새로운타입의초전도

6.BCS이론의등장
전자는서로끌어당긴다
프레리히상호작용
제2의난관
전자분자
전자는서로속박한다
3인조BCS의등장
BCS의쌍상태
에너지갭
마이스너효과와완전도전성
갭과질서파라미터
새로운시대의전개

7.새로운시대의개막
자속은양자화되어있다?
자속은정말로양자화되어있다
초전도터널효과의발견
쿠퍼쌍이터널한다
위상차와터널초전류
위상차는자기장으로변한다
간섭효과
위상차는만들어진다
교류조셉슨효과
동기효과와전압표준
고자기장초전도체의발견
자속양자선이침입한다
혼합상태와상부임계자기장
자속선은격자를엮는다

8.응용의시대
초전도는쓸모가있는가?
자속선은움직인다
자속의피닝(Pinning)
변덕스러운초전도자석
초전도자석의안정화
극세다심선재의등장
초전도자석의응용
꿈의초고속저공해열차
리니어모터카의실현
초전도일렉트로닉스
조셉슨컴퓨터
초전도트랜지스터
계측에의응용

9.고온초전도체의출현
고임계온도를겨냥하여
산화물초전도체
YBCO의특성
고임계온도의메커니즘은?
응용에의길