Süper iletken nedir?

Süper iletkenlerin hikayesi, 1908 yılında Heike Kamerlingh Onnes ismindeki Hollandalı fizikçinin yaptığı çalışmalar sonucunda Helyumu sıvı hale dönüştürmeyi başarmasıyla başlar. Elektrik iletkenliğini ifade etmek için kullanılan bir bilim terimi olan “süper iletken” ya da diğer ismiyle üstün iletken, maddenin elektrik akımını “herhangi bir direnç olmadan” ilettiğini ifade eder. Bilim tarihinde elektriğin keşfedilmesinden sonra maddelerin elektrik ile olan ilişkisi ile ilgili geniş içerikli çalışmalar yapılmış ve elektriğin iletilmesi esnasında belirli bir direncin söz konusu olduğu kabul edilmiştir. İşte tam da bu aşamada devreye giren süper iletken maddeler, bilinen tüm iletkenlik bilgilerinin çöpe atılmasına neden olmuştur.

Süper iletkenlik kazanan maddeler, elektrik iletkenliği “sonsuz” olarak tanımlanan element ya da alaşımlardır. Bilindiği üzere alaşım, bir metalin bir ya da daha fazla element ile bir karışım oluşturmasıdır ve sonuç olarak ortaya metal özellikleri gösteren bir madde çıkmaktadır. İşte tıpkı elementler gibi bazı alaşımlar da belirli bir sıcaklığa ulaştığında -ki buna “kritik sıcaklık” denmektedir- süper iletkenlik özelliği kazanır. Elementin ya da alaşımın sıcaklığının kritik sıcaklık seviyesinin altına inmesi, maddenin elektrik akımına karşı hiçbir direnç göstermeden sonsuz oranda iletmesini sağlar.

Süper iletkenlerin ayrıca fizik biliminde “Meissner Etkisi” olarak bilinen bir diğer özelliği de bulunur ve bu özellik diyamanyetizmle ilgilidir. Süper iletken maddeler üzerinde yapılan araştırmalar, bu cisimlerin üzerine konan kuvvetli ancak hafif bir mıknatıs yerleştirildiğinde ilginç bir durumun gerçekleştiğini ortaya çıkarmıştır. Zira kritik sıcaklığın altında bir sıcaklık değerine sahip olan süper iletkenin üzerindeki hafif ancak kuvvetli mıknatıslar, süper iletken cismin üzerine yani havada asılı durmaktadır. Bu durum “süper akım” olarak tanımlanan bir durum sebebiyle gerçekleşmektedir. Hayret verici bir biçimde süper iletkenin üzerindeki mıknatıs yerçekimine meydan okumakta ve havada asılı kalmaktadır. Manyetik alan etkisiyle gözlemlenen bu durumun açıklaması, zıt yönlü manyetik alanlarla ilgilidir.

Süper iletkenlik ilginç gözlemler dışında bilim ve teknoloji yani medeniyet açısından da son derece yararlı uygulamaların geliştirilmesi için de büyük bir potansiyele sahiptir. Zira elektrik akımının dirence maruz kalmadan iletilmesi günümüzün bilgisayarlara endeksli dünyası için hayal sınırlarını zorlayan gelişmelerin hayata entegre olması manasına gelir. Süper iletken özelliği olan kablolar, manyetik güç depolanması ve süper iletken bolometreler bu özelliğe sahip maddeler ile yapılabileceklerin yalnızca birkaçıdır. Süper iletken maddeler üzerine yapılan araştırmalar günümüzde de devam etmekte ve araştırmacılara yeni Nobel Ödülleri vaat etmektedir.