الاكتشاف وخاصيتان أساسيتان
في عام 1911 برّد هايكه كامرلينغ أونس في جامعة لايدن الزئبق إلى 4.2 كلفن (−269 درجة مئوية) بالهيليوم السائل الذي توصّل إلى إنتاجه، فرأى مقاومته الكهربائية تختفي فجأة، ونال جائزة نوبل في الفيزياء عام 1913. وفي عام 1933 اكتشف الألمانيان فالتر مايسنر وروبرت أوكسنفيلد أن الموصلات الفائقة تطرد المجالات المغناطيسية من داخلها أيضًا، والصور الشهيرة لمغناطيس يطفو فوق موصل فائق تُظهر تأثير مايسنر هذا. فالمقاومة الصفرية وحدها لا تكفي، إذ يجب أن يُظهر الموصل الفائق الحقيقي تأثير مايسنر كذلك.
آلية العمل والموصلات عالية الحرارة
في عام 1957 فسّر جون باردين وليون كوبر وروبرت شريفر الآلية بنظرية BCS: ففي الحرارة المنخفضة تتزاوج الإلكترونات (أزواج كوبر) عبر اهتزازات الشبكة البلورية وتتحرك كحالة كمومية واحدة دون تشتت. إنها ميكانيكا الكم ظاهرة على نطاق يومي، غريبة بطريقتها مثل التشابك الكمومي. وحين وجد جورج بيدنورتس وأليكس مولر في IBM موصلية فائقة عند 35 كلفن في أكسيد نحاس عام 1986 نالا جائزة نوبل في العام التالي، وفي 1987 بلغ مركّب YBCO درجة 92 كلفن، فوق درجة غليان النيتروجين السائل الرخيص (77 كلفن). ولا تزال آلية الموصلية الفائقة عالية الحرارة غير مفهومة تمامًا.
التطبيقات وحلم حرارة الغرفة
الموصلات الفائقة جزء من الحياة اليومية بالفعل؛ فأجهزة الرنين المغناطيسي في المستشفيات تستخدم مغناطيسات كهربائية فائقة التوصيل، ويعتمد عليها قطار تشوؤ شينكانسن المغناطيسي في اليابان، واكتشاف بوزون هيغز في مصادم الهادرونات الكبير بسيرن، وأجهزة الاندماج مثل KSTAR الكوري، وإن كان التبريد العميق يجعلها مكلفة. وفي يوليو 2023 ادّعى فريق كوري أن LK-99 موصل فائق في حرارة الغرفة والضغط العادي، فأثار حماسة عالمية واندفاعًا في الأسهم، لكن محاولات التكرار لم تجد مقاومة صفرية ولا تأثير مايسنر، ونُسب الطفو الجزئي إلى شوائب كبريتيد النحاس. ويبقى الموصل الفائق في حرارة الغرفة الكأس المقدسة للفيزياء.
الأسئلة الشائعة
- إذن لم يكن LK-99 موصلًا فائقًا؟
- صحيح؛ فقد خلصت دراسات عدة، منها لجنة تحقق تابعة للجمعية الكورية للموصلية الفائقة والتبريد، إلى أنه ليس كذلك، وفُسّر هبوط مقاومته المفاجئ بتحوّل طوري في شوائب كبريتيد النحاس.
- ماذا سيغيّر موصل فائق يعمل في حرارة الغرفة؟
- قد يلغي فاقد خطوط الكهرباء ويخفض كثيرًا تكاليف تبريد أجهزة الرنين المغناطيسي والقطارات المغناطيسية ومفاعلات الاندماج، فيغيّر الطاقة والنقل، لكن لم يُؤكَّد بعد وجود موصل فائق في حرارة الغرفة والضغط العادي.
تاريخ مراجعة المصادر: 2026-10-26
المراجع
- Onnes, H. K. (1911). The resistance of pure mercury at helium temperatures. Communications from the Physical Laboratory of the University of Leiden, 120b.
- Bardeen, J., Cooper, L. N., & Schrieffer, J. R. (1957). Theory of superconductivity. Physical Review, 108(5), 1175–1204.
- Bednorz, J. G., & Müller, K. A. (1986). Possible high Tc superconductivity in the Ba–La–Cu–O system. Zeitschrift für Physik B, 64(2), 189–193.