ки, ще в XIX столітті ввели в теорію електрики термін ідеальний провідник, тобто провідник без електричного опору. З іншого боку, і фізики, що вивчали властивості металів, встановили, що при зріджуванні температури опір металу зменшується. Але їм вже вдалося дістатися до температури рідкого водню, а опір зразків з чистих металів все падало й падало. А що ж далі? Яким буде граничне значення опору провідника при наближенні його температури до абсолютного нуля. Ось цього ніхто не знав. У принципі можна було припустити три можливі варіанти. Вони зображені на малюнку 1. p> Більшість вчених дотримувалося думки: при абсолютному нулі електричний опір повинно зникати (див. криву 1 на рис.1). Дійсно, електричний струм - це потік вільних електронів проходять крізь кристалічну решітку. Якби кристал був ідеальним, а його атоми строго нерухомі, то електрони рухалися б абсолютно вільно, не зустрічав перешкод з боку кристалічної решітки. Такий кристал був би ідеальним провідником з нульовим опором. Однак, по-перше, безладність коливання атомів решітки порушують її структуру, а по-друге, електрони, рухомі в кристалі, можуть взаємодіяти з хитаються атомами, передавати їм частину своєї енергії, що й означає появу електричного опору. При зниженні атомів амплітуда коливань атомів зменшується, отже, зіткнення вільних електронів з ними зменшується, і, таким чином струм зустрічає менше опору! При абсолютному нулі, коли решітка вже нерухома, опір провідника стає рівним нулю.
Втім, невеликий опір струму може збережеться і при абсолютному нулі (див. крива-2, рис.1), оскільки і тоді деякі електрони усе ще стикалися б з атомами решітки. Крім того, кристалічні решітки, як правило, не є ідеальними: у них завжди є дефекти і домішки сторонніх атомів. З іншого боку була висунута гіпотеза, згідно з якою електрони провідності при низьких температурах об'єднуються з атомами, що призводить до нескінченно великим опору при температурі, рівній нуль Кельвінів (см.крівая 3 рис1). p> До 1911р. важко було собі уявити ще яке-небудь інший варіант. Досвід і тільки досвід може служити фізичних моделей і критерієм їх справедливості. Цілком зрозуміло, що одним з перших експериментів при температурі рідкого гелію стало вимір опір металів. Сам фізичний В«+В» холоду не доступний експерименту, тому Камерлінг-Оннес, який до того часу мав у своєму розпорядженні можливістю отримувати температури лише на один градус вище абсолютного нуля, вимірював електричний опір металів при різних температурах. Потім будувалися криві, які можна було продовжити, тобто як би скласти прогноз для нас цікавить області.
Спочатку Оннес досліджував зразки платини і золота, так як саме ці метали були тоді в досить чистому вигляді. При зниженні температури зразків опір справно падало, прагнучи до деякого постійного значенням (залишковим опору). Однак значення електричних опорів різних зразків, при рівних умовах були тим менше, чим чистіше опинявся метал. Звідси висновок: В«... враховуючи поправку на достатній опір, я прийшов до висновку, що опір абсолютно чистою платиною при температурі кипіння рідкого гелію, можливо, зникне В».
Отже, ртуть: Оннес заморозив її в посудині, що містить рідкий гелій, і приступив до вимірювання опору.
Спочатку все обличчя так, як передбачала теорія. Електричне опір ртуті плавно падало в міру зниження температури: 10; 5; 4,2 К, і опір став таким малим, що його взагалі не вдавалося зареєструвати приладами, що були в лабораторії. Пізніше, в 1913р., Згадуючи цей період; Оннест писав: В«Майбутнє здавалося мені прекрасним. Я не бачив перед собою труднощів. Вони були подолані і переконливість експерименту не викликала сумнівів В». І раптом сталося несподіване. p> У ході подальших експериментів на вдосконаленій апаратурі Оннест зауважив, що опір ртуті при температурі близько 4,1 До зменшувалася не плавно, а стрибком до незмінно малої величини, тобто зникало начисто (Рис.2.) p> Перша думка була про несправності приладу, за допомогою якого вимірювався опір. Включили інший. І знову при температурі 4,1 К стрілка приладу стрибнула до 0. Тут було від чого прийти в замішання: до абсолютного нуля було ще чотири градуси. І він повторює експеримент ще раз. Виготовляє з ртуті новий зразок; бере навіть дуже забруднену ртуть, у якої залишкове опір має бути яскраво виражено; заміряє вимірювальний прилад найточнішим дзеркальним гальванометром. p> Але опір і раніше зникало. Ось тоді, мабуть, Камерліне-Оннес і виголосив вперше слово надпровідність. В«... І не залишилося сумнівів, - писав Оннес. - В існуванні нового стану ртуті, у якому опір фізики зникає ... ртуть перейшла в новий стан, і, враховуючи його виняткові електричні властивості, його можна назвати В«надпровідним станом В».
Немає потреби говорити про те, яким це була сенсація. Тепер з його ім'ям пов'язували два істотні події у фізиці: рідкий гелій і надпровідність. У 1913 році Камерліне-Оннес була присуджена Нобелівська премія. З...
