옴의 법칙에 따르면 금속에 가해지는 전압은 금속을 통과하는 전류와 금속의 전기 저항의 곱과 같습니다.
옴의 법칙
이것을 파이프 아래로 흐르는 물의 흐름에 비유하여 생각할 수 있습니다. 전류를 구동하는 전압은 물의 흐름을 구동하는 물의 압력과 유사합니다. 필요한 압력은 파이프의 길이와 너비에 따라 달라지는 파이프의 저항에 따라 달라집니다. 옴의 법칙은 다양한 금속에 적용되며 금속을 통해 전기가 전도되는 방식을 잘 설명합니다.
완벽한 지휘자?
초전도성이 완벽한 전도성에 관한 것이라면 그러한 행동의 결과가 있다는 것을 금방 깨달았습니다. 그 중 하나는 마이클 패러데이(Michael Faraday)가 만든 통찰력으로 이어집니다. 변화하는 자기장이 도체에 전압을 유도합니다. 이 효과는 자전거 다이나모 또는 전기 터빈이 작동하는 방식의 근원입니다. 격렬한 페달링으로 구동되는 자전거 바퀴가 회전할 때 발전기 내부에서 자석이 회전하고 그 결과 변화하는 자기장이 와이어 코일 주위에 전압을 유도하여 전류를 자전거 라이트로 유도합니다. 와이어 코일이 전기 전도체이기 때문에 이 모든 것이 작동하지만 초전도체라면 어떨까요? 초전도 와이어는 주변에 전압을 지원할 수 없습니다. 그렇게 하려면 옴의 법칙에 따라 무한한 전류가 흘러야 하기 때문입니다. 패러데이의 통찰은 초전도체 내부의 자기장이 절대 변하지 않는다는 것을 암시했습니다. 일단 물질이 초전도체가 되면, 전이 온도를 통해 물질을 식힐 때, 이른바 ‘태어날 때’ 존재했던 자기장이 전이 온도를 통해 물질을 데울 때까지 물질과 함께 남아있을 것이라고 주장했습니다. 이것은 초전도체가 냉각될 때 존재하는 모든 자기장을 ‘가두어’ 다시 따뜻하게 할 때까지 갇혀 있는 자기장을 유지한다는 것을 의미합니다. 실험은 이러한 자기장의 포획이 실제로 발생했음을 보여주는 것처럼 보였습니다. 그러나 마이스너 효과(Meissner effect)로 알려지게 된 것(로버트 옥센펠드(Robert Ochsenfeld)에게는 다소 부당하게도)이 발견된 후 명확해졌듯이 이러한 실험은 정확하지 않았습니다.
저온 연구 기술
1930년대 초반에 저온 연구 기술은 전 세계의 다른 실험실에서 개발되기 시작했으며 Leiden은 헬륨 온도 연구에 대한 독점권을 서서히 잃어가고 있었습니다. Meissner 효과는 새로운 저온 물리학 연구가 시작된 곳 중 하나인 베를린에서 발견되었습니다. 1933년에 Walther Meissner와 Robert Ochsenfeld는 전이 온도를 통해 초전도체가 냉각될 때 초전도체 근처의 자기장에 어떤 일이 발생하는지 자세히 보기 위해 실험을 수행했습니다. 예상과는 달리 자기장이 초전도체에 갇힌 것이 아니라 외부로 튕겨져 나온 것처럼 보였다. 고온에서 물질을 통과하는 데 만족했던 자기장은 온도가 초전도가 발생할 만큼 충분히 낮아지자마자 무례하게 제거됩니다. 자기력선은 이제 초전도체 주변을 통과해야 하며 마치 보이지 않는 일종의 ‘NO ENTRY’ 신호를 감지하는 것처럼 회로 우회를 합니다. 트래핑을 나타내는 것처럼 보였던 이전 결과는 샘플의 불순하고 초전도성이 아닌 부분에 트래핑된 자기장 때문인 것으로 밝혀졌습니다.
마이스너 효과
마이스너 효과(Meissner effect)는 초전도체에서 자기장을 강제로 방출하는 것으로, 그림 9와 같이 초전도체가 자석 위로 공중 부양하는(또는 실제로 자석이 초전도체 위로 공중 부양하는) 놀라운 능력의 원인이 됩니다. 표면을 가로질러 흐르는 전류로 인해 초전도체. 이들은 외부에서 인가된 자기장으로부터 초전도체 내부를 차단하는 역할을 하기 때문에 차폐 전류로 알려져 있습니다. 이러한 전류는 또한 외부에 자기장을 생성합니다.