अतिचालकता

अतिचालकता कुछ सामग्रियों में देखे गए भौतिक गुणों का एक समूह है जहां विद्युत प्रतिरोध और चालकता  गायब हो जाती है और  चुंबकीय क्षेत्र  को सामग्री से निष्कासित कर दिया जाता है। इन गुणों को प्रदर्शित करने वाली कोई भी सामग्री एक अतिचालक है। एक साधारण धातु  विद्युत कंडक्टर  के विपरीत, जिसका प्रतिरोध धीरे-धीरे कम हो जाता है क्योंकि इसका तापमान पूर्ण शून्य के करीब भी कम हो जाता है, एक सुपरकंडक्टर में एक विशेषता  चरण संक्रमण  होता है जिसके नीचे प्रतिरोध अचानक शून्य हो जाता है। अतिचालक तार के एक लूप के माध्यम से एक  विद्युत प्रवाह  बिना किसी शक्ति स्रोत के अनिश्चित काल तक बना रह सकता है। सुपरकंडक्टिविटी घटना की खोज 1911 में डच भौतिक विज्ञानी हेइक कामेरलिंग ओन्नेस  ने की थी।  लौह चुम्बकत्व  और  परमाणु वर्णक्रमीय रेखा ओं की तरह, अतिचालकता एक ऐसी घटना है जिसे केवल  क्वांटम यांत्रिकी  द्वारा समझाया जा सकता है। यह  मीस्नर प्रभाव  की विशेषता है, सुपरकंडक्टर के आंतरिक भाग से चुंबकीय क्षेत्र की पूर्ण अस्वीकृति, सुपरकंडक्टिंग अवस्था में इसके संक्रमण के दौरान। मीस्नर प्रभाव की घटना इंगित करती है कि अतिचालकता को केवल  शास्त्रीय भौतिकी  में आदर्श संवाहक के  आदर्शीकरण (विज्ञान दर्शन)  के रूप में नहीं समझा जा सकता है।

1986 में, यह पता चला कि कुछ कप्रेट सुपरकंडक्टर - पेरोव्स्काइट (संरचना)  सिरेमिक सामग्री का तापमान ऊपर एक महत्वपूर्ण तापमान होता है 90 K. एक  पारंपरिक सुपरकंडक्टर  के लिए इतना उच्च संक्रमण तापमान सैद्धांतिक रूप से असंभव है, जिससे सामग्री को उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स कहा जा सकता है। सस्ते में उपलब्ध शीतलक तरल नाइट्रोजन 77 K पर उबलता है, और इस प्रकार उच्च तापमान पर अतिचालकता का अस्तित्व ऐसे कई प्रयोगों और अनुप्रयोगों की सुविधा प्रदान करता है जो कम तापमान पर कम व्यावहारिक होते हैं।

वर्गीकरण
ऐसे कई मानदंड हैं जिनके द्वारा सुपरकंडक्टर्स को वर्गीकृत किया जाता है। सबसे आम हैं:

चुंबकीय क्षेत्र की प्रतिक्रिया
एक सुपरकंडक्टर टाइप I सुपरकंडक्टर हो सकता है|टाइप I, जिसका अर्थ है कि इसका एक एकल महत्वपूर्ण क्षेत्र  है, जिसके ऊपर सभी सुपरकंडक्टिविटी खो जाती है और जिसके नीचे चुंबकीय क्षेत्र सुपरकंडक्टर से पूरी तरह से निष्कासित हो जाता है; या टाइप II सुपरकंडक्टर|टाइप II, जिसका अर्थ है कि इसमें दो महत्वपूर्ण क्षेत्र हैं, जिसके बीच यह पृथक बिंदुओं के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र के आंशिक प्रवेश की अनुमति देता है। इन बिंदुओं को  क्वांटम भंवर  कहा जाता है। इसके अलावा, मल्टीकंपोनेंट सुपरकंडक्टर्स में दो व्यवहारों का संयोजन होना संभव है। उस स्थिति में सुपरकंडक्टर टाइप-1.5 सुपरकंडक्टर|टाइप-1.5 का होता है।

ऑपरेशन के सिद्धांत से
यह पारंपरिक सुपरकंडक्टर है यदि इसे बीसीएस सिद्धांत  या इसके डेरिवेटिव, या  अपरंपरागत सुपरकंडक्टर  द्वारा समझाया जा सकता है, अन्यथा। वैकल्पिक रूप से, एक सुपरकंडक्टर को अपरंपरागत कहा जाता है यदि सुपरकंडक्टिंग  आदेश पैरामीटर  सिस्टम के  बिंदु समूह  या  अंतरिक्ष समूह  के गैर-तुच्छ  अपरिवर्तनीय प्रतिनिधित्व  के अनुसार बदलता है।

महत्वपूर्ण तापमान से
एक सुपरकंडक्टर को आमतौर पर उच्च-तापमान अतिचालकता माना जाता है|उच्च-तापमान यदि यह 30 K (−243.15 °C) के तापमान से ऊपर एक अतिचालक अवस्था तक पहुँच जाता है; जैसा कि जॉर्ज बेडनोर्ज़  और के. एलेक्स मुलर द्वारा प्रारंभिक खोज में किया गया था। यह उन सामग्रियों को भी संदर्भित कर सकता है जो तरल नाइट्रोजन का उपयोग करके ठंडा होने पर अतिचालकता में संक्रमण करते हैं - अर्थात, केवल T. परc> 77 K, हालांकि यह आमतौर पर केवल इस बात पर जोर देने के लिए प्रयोग किया जाता है कि तरल नाइट्रोजन शीतलक पर्याप्त है। कम तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स उन सामग्रियों को संदर्भित करते हैं जिनका तापमान 30 K से कम होता है, और मुख्य रूप से तरल हीलियम  (T) द्वारा ठंडा किया जाता है।c> 4.2 के)। इस नियम का एक अपवाद सुपरकंडक्टर्स का आयरन-आधारित सुपरकंडक्टर समूह है जो उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर्स के विशिष्ट व्यवहार और गुणों को प्रदर्शित करता है, फिर भी कुछ समूह का महत्वपूर्ण तापमान 30 K से नीचे है।

सामग्री द्वारा
सुपरकंडक्टर सामग्री वर्गों में रासायनिक तत्व  (जैसे  पारा (तत्व)  या सीसा),  मिश्र धातु  (जैसे नाइओबियम-टाइटेनियम, जर्मेनियम-नाइओबियम, और  नाइओबियम नाइट्राइड ), सिरेमिक ( YBCO  और  मैग्नीशियम लीक ), आयरन-आधारित सुपरकंडक्टर (जैसे फ्लोरीन-डॉप्ड) शामिल हैं। LaOFeAs) या  कार्बन िक सुपरकंडक्टर्स ( फुलरीन  और  कार्बन नैनोट्यूब ; हालांकि शायद इन उदाहरणों को रासायनिक तत्वों में शामिल किया जाना चाहिए, क्योंकि वे पूरी तरह से कार्बन से बने होते हैं)।

अतिचालकों के प्राथमिक गुण
सुपरकंडक्टर्स के कई भौतिक गुण सामग्री से सामग्री में भिन्न होते हैं, जैसे कि महत्वपूर्ण तापमान, सुपरकंडक्टिंग गैप का मूल्य, महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र और महत्वपूर्ण वर्तमान घनत्व जिस पर सुपरकंडक्टिविटी नष्ट हो जाती है। दूसरी ओर, गुणों का एक वर्ग है जो अंतर्निहित सामग्री से स्वतंत्र है। मेस्नर प्रभाव, चुंबकीय प्रवाह क्वांटम  या स्थायी धाराओं का परिमाणीकरण, यानी शून्य प्रतिरोध की स्थिति सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण हैं। इन सार्वभौमिक गुणों का अस्तित्व सुपरकंडक्टर के समरूपता के टूटने और ऑफ-विकर्ण लंबी दूरी के क्रम के उद्भव की प्रकृति में निहित है। सुपरकंडक्टिविटी एक चरण (पदार्थ) है, और इस प्रकार इसमें कुछ विशिष्ट गुण होते हैं जो सूक्ष्म विवरण से काफी हद तक स्वतंत्र होते हैं।

ऑफ विकर्ण लंबी दूरी का क्रम कूपर जोड़े के गठन से निकटता से जुड़ा हुआ है। वी.एफ. का एक लेख। Weisskopf कूपर जोड़े के गठन के लिए, जोड़े के बंधन के कारण आकर्षक बल की उत्पत्ति के लिए, सीमित ऊर्जा अंतराल के लिए, और स्थायी धाराओं के अस्तित्व के लिए सरल भौतिक स्पष्टीकरण प्रस्तुत करता है।

शून्य विद्युत डीसी प्रतिरोध
कुछ सामग्री के नमूने के विद्युत प्रतिरोध को मापने का सबसे सरल तरीका यह है कि इसे विद्युत सर्किट  में  वर्तमान स्रोत  I के साथ श्रृंखला में रखा जाए और परिणामी  वोल्टेज  वी को पूरे नमूने में मापें। नमूने का प्रतिरोध ओम के नियम द्वारा R = V / I के रूप में दिया जाता है। यदि वोल्टेज शून्य है, तो इसका मतलब है कि प्रतिरोध शून्य है।

सुपरकंडक्टर्स बिना किसी लागू वोल्टेज के भी करंट बनाए रखने में सक्षम हैं, सुपरकंडक्टिंग चुंबक में शोषित एक संपत्ति जैसे चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग मशीनों में पाए जाते हैं। प्रयोगों से पता चला है कि सुपरकंडक्टिंग कॉइल्स में धाराएं बिना किसी मापनीय गिरावट के वर्षों तक बनी रह सकती हैं। प्रायोगिक साक्ष्य कम से कम 100,000 वर्षों के वर्तमान जीवनकाल की ओर इशारा करते हैं। तार ज्यामिति और तापमान के आधार पर, एक निरंतर प्रवाह के जीवनकाल के लिए सैद्धांतिक अनुमान ब्रह्मांड के अनुमानित जीवनकाल से अधिक हो सकते हैं। व्यवहार में, सुपरकंडक्टिंग कॉइल में इंजेक्ट की गई धाराएं सुपरकंडक्टिंग में 27 से अधिक वर्षों (अगस्त, 2022 तक) तक बनी रहती हैं -ऑफ-मेम्बैक/ ग्रेविमीटर। ऐसे उपकरणों में, माप सिद्धांत 4 ग्राम के द्रव्यमान के साथ एक सुपरकंडक्टिंग नाइओबियम क्षेत्र के उत्तोलन की निगरानी पर आधारित है।

एक सामान्य कंडक्टर में, एक विद्युत प्रवाह को भारी आयन िक जाली में घूमते हुए  इलेक्ट्रॉन ों के तरल पदार्थ के रूप में देखा जा सकता है। इलेक्ट्रॉन लगातार जाली में आयनों से टकरा रहे हैं, और प्रत्येक टक्कर के दौरान करंट द्वारा वहन की गई कुछ  ऊर्जा  जाली द्वारा अवशोषित की जाती है और  गर्मी  में परिवर्तित हो जाती है, जो अनिवार्य रूप से जाली आयनों की कंपन  गतिज ऊर्जा  है। नतीजतन, करंट द्वारा वहन की जाने वाली ऊर्जा लगातार नष्ट हो रही है। यह विद्युत प्रतिरोध और  जूल हीटिंग  की घटना है।

सुपरकंडक्टर में स्थिति अलग होती है। एक पारंपरिक सुपरकंडक्टर में, इलेक्ट्रॉनिक द्रव को अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों में हल नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, इसमें कूपर जोड़े के रूप में जाने वाले इलेक्ट्रॉनों के बाध्य जोड़े होते हैं। यह युग्मन फोनन के आदान-प्रदान से इलेक्ट्रॉनों के बीच एक आकर्षक बल के कारण होता है। यह जोड़ी बहुत कमजोर है, और छोटे थर्मल कंपन बंधन को भंग कर सकते हैं। क्वांटम यांत्रिकी के कारण, इस कूपर जोड़ी  तरल पदार्थ के  ऊर्जा स्पेक्ट्रम  में एक  ऊर्जा अंतर  होता है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा E है जिसे तरल पदार्थ को उत्तेजित करने के लिए आपूर्ति की जानी चाहिए। इसलिए, यदि ΔE, kT द्वारा दी गई जाली की ऊष्मीय ऊर्जा से बड़ा है, जहां k बोल्ट्जमैन का स्थिरांक है और T  तापमान  है, तो द्रव जाली द्वारा नहीं बिखरेगा। कूपर जोड़ी द्रव इस प्रकार एक  सुपरफ्लुइड  है, जिसका अर्थ है कि यह ऊर्जा अपव्यय के बिना बह सकता है।

सुपरकंडक्टर्स के एक वर्ग में टाइप II सुपरकंडक्टर ्स के रूप में जाना जाता है, जिसमें सभी ज्ञात उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर्स शामिल हैं, एक बेहद कम लेकिन गैर-शून्य प्रतिरोधकता नाममात्र सुपरकंडक्टिंग संक्रमण से बहुत नीचे तापमान पर दिखाई देती है जब एक विद्युत प्रवाह एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के संयोजन के साथ लागू होता है, जो विद्युत प्रवाह के कारण हो सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक सुपरफ्लुइड में एब्रिकोसोव भंवर की गति के कारण है, जो वर्तमान द्वारा की गई कुछ ऊर्जा को नष्ट कर देता है। यदि करंट पर्याप्त रूप से छोटा है, तो भंवर स्थिर होते हैं, और प्रतिरोधकता गायब हो जाती है। इस प्रभाव के कारण प्रतिरोध गैर-अतिचालक सामग्री की तुलना में छोटा है, लेकिन संवेदनशील प्रयोगों में इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। हालांकि, जैसे-जैसे तापमान नाममात्र सुपरकंडक्टिंग संक्रमण से काफी कम हो जाता है, ये भंवर एक अव्यवस्थित लेकिन स्थिर चरण में जमे हुए हो सकते हैं जिसे भंवर कांच के रूप में जाना जाता है। इस भंवर कांच संक्रमण तापमान के नीचे, सामग्री का प्रतिरोध वास्तव में शून्य हो जाता है।

चरण संक्रमण
सुपरकंडक्टिंग सामग्री में, सुपरकंडक्टिविटी की विशेषताएं तब दिखाई देती हैं जब तापमान T को एक महत्वपूर्ण तापमान T. से नीचे कर दिया जाता हैc. इस महत्वपूर्ण तापमान का मान सामग्री से सामग्री में भिन्न होता है। पारंपरिक सुपरकंडक्टर्स में आमतौर पर लगभग 20 केल्विन  से लेकर 1 K से कम तक का महत्वपूर्ण तापमान होता है। उदाहरण के लिए, ठोस पारा (तत्व) का महत्वपूर्ण तापमान 4.2 K होता है। 2015 तक, पारंपरिक सुपरकंडक्टर के लिए पाया जाने वाला उच्चतम महत्वपूर्ण तापमान 203K है। एच2एस, हालांकि लगभग 90 गीगापास्कल के उच्च दबाव की आवश्यकता थी। कप्रेट सुपरकंडक्टर्स में बहुत अधिक महत्वपूर्ण तापमान हो सकते हैं: YBCO|YBa2साथ3O7, खोजे जाने वाले पहले कप्रेट सुपरकंडक्टर्स में से एक का तापमान 90 K से ऊपर है, और पारा-आधारित कप्रेट 130 K से अधिक महत्वपूर्ण तापमान के साथ पाए गए हैं। उच्च महत्वपूर्ण तापमान के लिए जिम्मेदार बुनियादी भौतिक तंत्र अभी तक स्पष्ट नहीं है. हालांकि, यह स्पष्ट है कि दो-इलेक्ट्रॉन युग्मन शामिल है, हालांकि युग्मन की प्रकृति ($$s$$ लहर बनाम। $$d$$ लहर) विवादास्पद बनी हुई है। इसी तरह, महत्वपूर्ण तापमान से नीचे एक निश्चित तापमान पर, अतिचालक सामग्री अतिचालक के लिए बंद हो जाती है जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू होता है जो महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र से अधिक होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सुपरकंडक्टिंग चरण की गिब्स मुक्त ऊर्जा  चुंबकीय क्षेत्र के साथ द्विघात रूप से बढ़ती है जबकि सामान्य चरण की मुक्त ऊर्जा चुंबकीय क्षेत्र से लगभग स्वतंत्र होती है। यदि सामग्री एक क्षेत्र की अनुपस्थिति में अतिचालक है, तो अतिचालक चरण मुक्त ऊर्जा सामान्य चरण की तुलना में कम है और इसलिए चुंबकीय क्षेत्र के कुछ सीमित मूल्य के लिए (शून्य पर मुक्त ऊर्जा के अंतर के वर्गमूल के अनुपात में) चुंबकीय क्षेत्र) दो मुक्त ऊर्जा बराबर होगी और सामान्य चरण में एक चरण संक्रमण होगा। अधिक सामान्यतः, एक उच्च तापमान और एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों के एक छोटे से अंश की ओर ले जाता है जो अतिचालक होते हैं और परिणामस्वरूप बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों और धाराओं की लंबी  लंदन प्रवेश गहराई  तक पहुंच जाते हैं। चरण संक्रमण में प्रवेश की गहराई अनंत हो जाती है।

अतिचालकता की शुरुआत विभिन्न भौतिक गुणों में अचानक परिवर्तन के साथ होती है, जो एक चरण संक्रमण की पहचान है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक ताप क्षमता सामान्य (गैर-अतिचालक) शासन में तापमान के समानुपाती होती है। अतिचालक संक्रमण पर, यह एक असंतत छलांग का शिकार होता है और उसके बाद रैखिक होना बंद हो जाता है। कम तापमान पर, यह इसके बजाय e. के रूप में बदलता रहता है−α/T कुछ स्थिरांक के लिए, α. यह घातीय व्यवहार ऊर्जा अंतराल के अस्तित्व के साक्ष्य के टुकड़ों में से एक है।

सुपरकंडक्टिंग चरण संक्रमण का दूसरा क्रम संक्रमण # आदेश पैरामीटर लंबे समय से बहस का विषय था। प्रयोगों से संकेत मिलता है कि संक्रमण दूसरे क्रम का है, जिसका अर्थ है कि कोई गुप्त गर्मी नहीं है। हालांकि, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में गुप्त गर्मी होती है, क्योंकि सुपरकंडक्टिंग चरण में सामान्य चरण की तुलना में महत्वपूर्ण तापमान से कम एन्ट्रॉपी होती है। यह प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया है कि, परिणामस्वरूप, जब चुंबकीय क्षेत्र महत्वपूर्ण क्षेत्र से आगे बढ़ जाता है, तो परिणामी चरण संक्रमण अतिचालक सामग्री के तापमान में कमी की ओर जाता है।

1970 के दशक की गणनाओं ने सुझाव दिया कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में लंबी दूरी के उतार-चढ़ाव के प्रभाव के कारण यह वास्तव में कमजोर प्रथम-क्रम हो सकता है। 1980 के दशक में यह सैद्धांतिक रूप से एक विकार क्षेत्र  की मदद से दिखाया गया था, जिसमें सुपरकंडक्टर की  भंवर रेखा एं एक प्रमुख भूमिका निभाती हैं, कि संक्रमण टाइप II सुपरकंडक्टर शासन के भीतर दूसरे क्रम का है और पहले क्रम का है (यानी, गुप्त गर्मी) )  टाइप I सुपरकंडक्टर  शासन के भीतर, और यह कि दोनों क्षेत्रों को एक  त्रिकोणीय बिंदु  से अलग किया जाता है। परिणाम मोंटे कार्लो कंप्यूटर सिमुलेशन द्वारा दृढ़ता से समर्थित थे।

मीस्नर प्रभाव
जब एक सुपरकंडक्टर को कमजोर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र एच में रखा जाता है, और उसके संक्रमण तापमान से नीचे ठंडा किया जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र बाहर निकल जाता है। मीस्नर प्रभाव क्षेत्र को पूरी तरह से बेदखल करने का कारण नहीं बनता है, बल्कि इसके बजाय, क्षेत्र सुपरकंडक्टर में प्रवेश करता है, लेकिन केवल एक बहुत ही छोटी दूरी तक, जिसे एक पैरामीटर λ द्वारा विशेषता है, जिसे लंदन प्रवेश गहराई कहा जाता है, जो तेजी से शून्य हो जाता है। सामग्री का थोक। मीस्नर प्रभाव अतिचालकता की एक परिभाषित विशेषता है। अधिकांश सुपरकंडक्टर्स के लिए, लंदन में प्रवेश की गहराई 100 एनएम के क्रम पर है।

मीस्नर प्रभाव कभी-कभी उस प्रकार के प्रतिचुंबकत्व के साथ भ्रमित होता है जिसकी एक पूर्ण विद्युत कंडक्टर में अपेक्षा की जाती है: लेनज़ के नियम के अनुसार, जब एक कंडक्टर पर बदलते चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है, तो यह कंडक्टर में एक विद्युत प्रवाह को प्रेरित करेगा जो कि एक विरोधी चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। एक आदर्श कंडक्टर में, एक मनमाने ढंग से बड़े प्रवाह को प्रेरित किया जा सकता है, और परिणामी चुंबकीय क्षेत्र लागू क्षेत्र को बिल्कुल रद्द कर देता है।

मीस्नर प्रभाव इससे भिन्न है – यह स्वतःस्फूर्त निष्कासन है जो अतिचालकता में संक्रमण के दौरान होता है। मान लीजिए कि हमारे पास अपनी सामान्य अवस्था में एक सामग्री है, जिसमें एक निरंतर आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र है। जब सामग्री को महत्वपूर्ण तापमान से नीचे ठंडा किया जाता है, तो हम आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र के अचानक निष्कासन का निरीक्षण करेंगे, जिसकी हम लेनज़ के नियम के आधार पर उम्मीद नहीं करेंगे।

मीस्नर प्रभाव को भाइयों फ़्रिट्ज़ लंदन  और  हेंज लंदन  द्वारा एक अभूतपूर्व व्याख्या दी गई, जिन्होंने दिखाया कि एक सुपरकंडक्टर में विद्युत चुम्बकीय  थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा  कम से कम प्रदान की जाती है।

$$ \nabla^2\mathbf{H} = \lambda^{-2} \mathbf{H}\, $$ जहां एच चुंबकीय क्षेत्र है और लंदन प्रवेश गहराई है।

यह समीकरण, जिसे लंदन समीकरण  के रूप में जाना जाता है, भविष्यवाणी करता है कि सुपरकंडक्टर में चुंबकीय क्षेत्र सतह पर मौजूद किसी भी मूल्य से  घातीय क्षय  होता है।

एक सुपरकंडक्टर जिसके भीतर बहुत कम या कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं होता है, उसे मीस्नर अवस्था में कहा जाता है। जब लागू चुंबकीय क्षेत्र बहुत बड़ा होता है तो मीस्नर राज्य टूट जाता है। यह ब्रेकडाउन कैसे होता है, इसके अनुसार सुपरकंडक्टर्स को दो वर्गों में विभाजित किया जा सकता है। टाइप I सुपरकंडक्टर्स में, सुपरकंडक्टिविटी अचानक नष्ट हो जाती है जब लागू क्षेत्र की ताकत एक महत्वपूर्ण मान ''H से ऊपर उठ जाती हैc. नमूने की ज्यामिति के आधार पर, कोई एक मध्यवर्ती अवस्था प्राप्त कर सकता है एक बारोक पैटर्न से मिलकर चुंबकीय क्षेत्र को ले जाने वाली सामान्य सामग्री के क्षेत्रों के साथ मिश्रित सुपरकंडक्टिंग सामग्री के क्षेत्रों में कोई क्षेत्र नहीं होता है। टाइप II सुपरकंडक्टर्स में, लागू फ़ील्ड को एक महत्वपूर्ण मान H. से ऊपर उठानाc1 एक मिश्रित अवस्था (भंवर अवस्था के रूप में भी जाना जाता है) की ओर जाता है जिसमें चुंबकीय प्रवाह  की बढ़ती मात्रा सामग्री में प्रवेश करती है, लेकिन विद्युत प्रवाह के प्रवाह के लिए कोई प्रतिरोध नहीं रहता है जब तक कि वर्तमान बहुत बड़ा न हो। एक दूसरे महत्वपूर्ण क्षेत्र की ताकत पर Hc2, अतिचालकता नष्ट हो जाती है। मिश्रित अवस्था वास्तव में इलेक्ट्रॉनिक सुपरफ्लुइड में भंवरों के कारण होती है, जिसे कभी-कभी  फ्लक्सन  कहा जाता है क्योंकि इन भंवरों द्वारा किया गया प्रवाह  मात्रा  होता है। अधिकांश शुद्ध रासायनिक तत्व सुपरकंडक्टर्स,  नाइओबियम  और कार्बन नैनोट्यूब को छोड़कर, टाइप I हैं, जबकि लगभग सभी अशुद्ध और मिश्रित सुपरकंडक्टर्स टाइप II हैं।

लंदन पल
इसके विपरीत, एक कताई सुपरकंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो स्पिन अक्ष के साथ ठीक संरेखित होता है। प्रभाव, लंदन क्षण, को गुरुत्वाकर्षण जांच बी|गुरुत्वाकर्षण जांच बी में अच्छे उपयोग के लिए रखा गया था। इस प्रयोग ने उनके स्पिन अक्षों को निर्धारित करने के लिए चार सुपरकंडक्टिंग जीरोस्कोप के चुंबकीय क्षेत्रों को मापा। यह प्रयोग के लिए महत्वपूर्ण था क्योंकि यह किसी अन्य फीचर रहित क्षेत्र के स्पिन अक्ष को सटीक रूप से निर्धारित करने के कुछ तरीकों में से एक है।

अतिचालकता का इतिहास
सुपरकंडक्टिविटी की खोज 8 अप्रैल, 1911 को हाइक कामेरलिंग ओन्स द्वारा की गई थी, जो क्रायोजेनिक  तापमान पर ठोस पारा (तत्व) के प्रतिरोध का अध्ययन कर रहे थे, हाल ही में निर्मित तरल हीलियम को  शीतल  के रूप में इस्तेमाल कर रहे थे। 4.2 K के तापमान पर, उन्होंने देखा कि प्रतिरोध अचानक गायब हो गया। उसी प्रयोग में, उन्होंने इसके महत्व को पहचाने बिना, 2.2 K पर हीलियम के सुपरफ्लुइड संक्रमण का भी अवलोकन किया। खोज की सटीक तारीख और परिस्थितियों का पुनर्निर्माण केवल एक सदी बाद किया गया था, जब ओन्नेस की नोटबुक मिली थी। बाद के दशकों में, कई अन्य सामग्रियों में अतिचालकता देखी गई। 1913 में, लेड को 7 K पर अतिचालक पाया गया, और 1941 में नाइओबियम नाइट्राइड को 16 K पर अतिचालक पाया गया।

सुपरकंडक्टिविटी कैसे और क्यों काम करती है, इसका पता लगाने के लिए बहुत प्रयास किए गए हैं; महत्वपूर्ण कदम 1933 में हुआ, जब वाल्थर मीस्नर  और  रॉबर्ट ओचसेनफेल्ड  ने पाया कि सुपरकंडक्टर्स ने लागू चुंबकीय क्षेत्रों को निष्कासित कर दिया, एक घटना जिसे मीस्नर प्रभाव के रूप में जाना जाता है। 1935 में, फ्रिट्ज लंदन और हेंज लंदन ने दिखाया कि मीस्नर प्रभाव सुपरकंडक्टिंग करंट द्वारा किए गए विद्युत चुम्बकीय थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा के न्यूनीकरण का परिणाम था।

लंदन संवैधानिक समीकरण
सुपरकंडक्टिविटी के लिए पहली बार जिस सैद्धांतिक मॉडल की कल्पना की गई थी वह पूरी तरह से शास्त्रीय था: इसे लंदन के समीकरणों द्वारा संक्षेपित किया गया है। इसे 1935 में भाइयों फ्रिट्ज और हेंज लंदन द्वारा आगे रखा गया था, इस खोज के तुरंत बाद कि चुंबकीय क्षेत्र सुपरकंडक्टर्स से निष्कासित कर दिए जाते हैं। इस सिद्धांत के समीकरणों की एक प्रमुख विजय मीस्नर प्रभाव की व्याख्या करने की उनकी क्षमता है, जिसमें एक सामग्री तेजी से सभी आंतरिक चुंबकीय क्षेत्रों को निष्कासित कर देती है क्योंकि यह सुपरकंडक्टिंग थ्रेसहोल्ड को पार करती है। लंदन समीकरण का उपयोग करके, सतह से दूरी पर सुपरकंडक्टर के अंदर चुंबकीय क्षेत्र की निर्भरता प्राप्त की जा सकती है। लंदन द्वारा एक सुपरकंडक्टर के लिए दो संवैधानिक समीकरण हैं: $$\frac{\partial \mathbf{j}}{\partial t} = \frac{n e^2}{m}\mathbf{E}, \qquad \mathbf{\nabla}\times\mathbf{j} =-\frac{n e^2}{m}\mathbf{B}. $$ पहला समीकरण सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रॉनों के लिए न्यूटन के दूसरे नियम का अनुसरण करता है।

पारंपरिक सिद्धांत (1950 के दशक)
1950 के दशक के दौरान, सैद्धांतिक संघनित पदार्थ भौतिक विज्ञानी उल्लेखनीय और महत्वपूर्ण सिद्धांतों की एक जोड़ी के माध्यम से पारंपरिक सुपरकंडक्टिविटी की समझ पर पहुंचे: घटनात्मक गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत (1950) और सूक्ष्म बीसीएस सिद्धांत (1957)। 1950 में, फेनोमेनोलॉजी (कण भौतिकी) गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सुपरकंडक्टिविटी का सिद्धांत लेव लैंडौस  और  विटाली गिन्ज़बर्ग  द्वारा तैयार किया गया था। यह सिद्धांत, जिसने लैंडौ के दूसरे क्रम के चरण संक्रमण के सिद्धांत को श्रोडिंगर समीकरण | श्रोडिंगर-जैसे तरंग समीकरण के साथ जोड़ा, को सुपरकंडक्टर्स के मैक्रोस्कोपिक गुणों को समझाने में बड़ी सफलता मिली। विशेष रूप से,  एलेक्सी अलेक्सेयेविच अवरिकोशोव  ने दिखाया कि गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत सुपरकंडक्टर्स के विभाजन को दो श्रेणियों में विभाजित करता है जिन्हें अब टाइप I और टाइप II कहा जाता है। एब्रिकोसोव और गिन्ज़बर्ग को उनके काम के लिए 2003 के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था (लैंडौ को अन्य काम के लिए 1962 का नोबेल पुरस्कार मिला था, और 1968 में उनकी मृत्यु हो गई)। गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत का चार-आयामी विस्तार, कोलमैन-वेनबर्ग क्षमता | कोलमैन-वेनबर्ग मॉडल,  क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत  और ब्रह्मांड विज्ञान में महत्वपूर्ण है।

इसके अलावा 1950 में, मैक्सवेल और रेनॉल्ड्स एट अल। पाया गया कि एक अतिचालक का क्रांतिक तापमान घटक रासायनिक तत्व के समस्थानिक पर निर्भर करता है। इस महत्वपूर्ण खोज ने अतिचालकता के लिए जिम्मेदार सूक्ष्म तंत्र के रूप में इलेक्ट्रॉन-फोनन इंटरैक्शन की ओर इशारा किया।

सुपरकंडक्टिविटी का पूर्ण सूक्ष्म सिद्धांत अंततः 1957 में जॉन बार्डीन,  लियोन नील कूपर  और  जॉन रॉबर्ट श्राइफ़र  द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इस बीसीएस सिद्धांत ने सुपरकंडक्टिंग करंट को कूपर जोड़े के सुपरफ्लुइड के रूप में समझाया, इलेक्ट्रॉनों के जोड़े फोनन के आदान-प्रदान के माध्यम से बातचीत करते हैं। इस काम के लिए, लेखकों को 1972 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

बीसीएस सिद्धांत 1958 में एक मजबूत आधार पर स्थापित किया गया था, जब एन.एन. बोगोलीबॉव ने दिखाया कि बीसीएस तरंग, जो मूल रूप से एक परिवर्तनशील तर्क से प्राप्त किया गया था, इलेक्ट्रॉनिक हैमिल्टनियन (क्वांटम यांत्रिकी)  के एक विहित परिवर्तन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। 1959 में, लेव गोरकोव ने दिखाया कि बीसीएस सिद्धांत महत्वपूर्ण तापमान के करीब गिंज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत तक कम हो गया। पारंपरिक सुपरकंडक्टर्स के लिए बीसीएस सिद्धांत के सामान्यीकरण अति तरल  की घटना की समझ का आधार बनाते हैं, क्योंकि वे  लैम्ब्डा संक्रमण  यूनिवर्सलिटी क्लास में आते हैं। अपरंपरागत सुपरकंडक्टर्स पर इस तरह के सामान्यीकरण को किस हद तक लागू किया जा सकता है, यह अभी भी विवादास्पद है।

आगे का इतिहास
सुपरकंडक्टिविटी का पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग 1954 में डडली एलन बक  के  क्रायोट्रॉन  के आविष्कार के साथ विकसित किया गया था। महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र के बहुत भिन्न मूल्यों वाले दो सुपरकंडक्टर्स को कंप्यूटर तत्वों के लिए एक तेज़, सरल स्विच बनाने के लिए संयोजित किया जाता है।

1911 में सुपरकंडक्टिविटी की खोज के तुरंत बाद, कामेरलिंग ओन्स ने सुपरकंडक्टिंग वाइंडिंग्स के साथ एक इलेक्ट्रोमैग्नेट बनाने का प्रयास किया, लेकिन पाया कि अपेक्षाकृत कम चुंबकीय क्षेत्रों ने उनके द्वारा जांच की गई सामग्री में सुपरकंडक्टिविटी को नष्ट कर दिया। बहुत बाद में, 1955 में, G. B. Yntema सुपरकंडक्टिंग नाइओबियम वायर वाइंडिंग के साथ एक छोटा 0.7-टेस्ला आयरन-कोर इलेक्ट्रोमैग्नेट बनाने में सफल रहा। फिर, 1961 में, J. E. Kunzler, E. Buehler, F. S. L. Hsu, और J. H. वर्निक ने चौंकाने वाली खोज की कि, 4.2 केल्विन, नाइओबियम-टिन पर, तीन भागों नाइओबियम और एक भाग टिन से युक्त एक यौगिक, 8.8 टेस्ला के चुंबकीय क्षेत्र में 100,000 एम्पीयर प्रति वर्ग सेंटीमीटर से अधिक के वर्तमान घनत्व का समर्थन करने में सक्षम था। भंगुर और निर्माण में मुश्किल होने के बावजूद, नाइओबियम-टिन 20 टेस्ला जितना ऊंचा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाले सुपरमैग्नेट्स में बेहद उपयोगी साबित हुआ है। 1962 में, टी.जी.बर्लिनकोर्ट और आर.आर.हेके पता चला कि नाइओबियम और टाइटेनियम के अधिक तन्य मिश्र 10 टेस्ला तक के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। इसके तुरंत बाद,  वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन  और  वाह चांग निगम  में नाइओबियम-टाइटेनियम सुपरमैग्नेट वायर का व्यावसायिक उत्पादन शुरू हुआ। हालांकि नाइओबियम-टाइटेनियम, नाइओबियम-टिन की तुलना में कम प्रभावशाली सुपरकंडक्टिंग गुणों का दावा करता है, फिर भी, नाइओबियम-टाइटेनियम सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला वर्कहॉर्स सुपरमैग्नेट सामग्री बन गया है, बड़े पैमाने पर इसकी बहुत उच्च  लचीलापन  और निर्माण में आसानी का परिणाम है। हालांकि, नाइओबियम-टिन और नाइओबियम-टाइटेनियम दोनों एमआरआई मेडिकल इमेजर्स में व्यापक आवेदन पाते हैं, भारी उच्च-ऊर्जा-कण त्वरक, और अन्य अनुप्रयोगों के एक मेजबान के लिए मैग्नेट को झुकाते हैं और ध्यान केंद्रित करते हैं। Conectus, एक यूरोपीय सुपरकंडक्टिविटी कंसोर्टियम, ने अनुमान लगाया कि 2014 में, वैश्विक आर्थिक गतिविधि जिसके लिए सुपरकंडक्टिविटी अपरिहार्य थी, लगभग पाँच बिलियन यूरो थी, जिसमें MRI सिस्टम उस कुल का लगभग 80% हिस्सा था।

1962 में, ब्रायन डेविड जोसेफसन  ने महत्वपूर्ण सैद्धांतिक भविष्यवाणी की थी कि सुपरकंडक्टर की एक पतली परत द्वारा अलग किए गए सुपरकंडक्टर के दो टुकड़ों के बीच एक सुपरकरंट प्रवाहित हो सकता है। इस घटना, जिसे अब  जोसेफसन प्रभाव  कहा जाता है, का उपयोग सुपरकंडक्टिंग उपकरणों जैसे कि  SQUID s द्वारा किया जाता है। इसका उपयोग चुंबकीय प्रवाह क्वांटम. के सबसे सटीक उपलब्ध माप में किया जाता है0= h/(2e), जहां h प्लैंक स्थिरांक  है।  क्वांटम हॉल प्रभाव  के साथ मिलकर, यह प्लैंक स्थिरांक का सटीक मापन करता है। इस काम के लिए जोसफसन को 1973 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। 2008 में, यह प्रस्तावित किया गया था कि एक ही तंत्र जो अतिचालकता पैदा करता है, कुछ सामग्रियों में लगभग अनंत विद्युत प्रतिरोध के साथ एक सुपरइन्सुलेटर  राज्य का उत्पादन कर सकता है। 2020 में सुपरकंडक्टिंग बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (बीईसी) के पहले विकास और अध्ययन से पता चलता है कि बीईसी और बीसीएस सिद्धांत|बारडीन-कूपर-श्रीफर शासनों के बीच एक सहज संक्रमण है।

उच्च तापमान अतिचालकता
[[File:Timeline of Superconductivity from 1900 to 2015.svg|thumb|upright=2.2|सुपरकंडक्टिंग सामग्री की समयरेखा। रंग सामग्री के विभिन्न वर्गों का प्रतिनिधित्व करते हैं: {{Legend|#acc294|BCS (dark green circle)|css=border:2px solid #458234}}

{{Legend|#dbef9C|Heavy-fermions-based (light green star)|css=border:2px solid #a6d71c}}

{{Legend|#bddef5|Cuprate (blue diamond)|css=border:2px solid #5cb4e8}}

{{Legend|#cfa1d6|Buckminsterfullerene-based (purple inverted triangle)|css=border:2px solid #95329d}}

{{Legend|#f79aaa|Carbon-allotrope (red triangle)|css=border:2px solid #ed0e58}}

{{Legend|#fddfa2|Iron-pnictogen-based (orange square)|css=border:2px solid #fab42c}}

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{{Legend|#ff55ffff|Nickel-based (pink six-point star)|css=border:2px solid #800080ff}}]] 1986 तक, भौतिकविदों का मानना ​​था कि BCS सिद्धांत ने लगभग 30 K से ऊपर के तापमान पर अतिचालकता को मना किया था। उस वर्ष, जोहान्स जॉर्ज बेडनोर्ज़  और के. एलेक्स मुलर|मुलर ने [[ लेण्टेनियुम  बेरियम कॉपर ऑक्साइड ]] (LBCO) में सुपरकंडक्टिविटी की खोज की, जो एक लैंथेनम-आधारित कप्रेट पेरोव्स्काइट है। संरचना) सामग्री, जिसका संक्रमण तापमान 35 K था (भौतिकी में नोबेल पुरस्कार, 1987)। जल्द ही यह पाया गया कि लैंथेनम के स्थान पर  yttrium  (यानी, YBCO बनाना) ने महत्वपूर्ण तापमान 90 K से ऊपर बढ़ा दिया।

यह तापमान उछाल विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह तरल नाइट्रोजन को तरल हीलियम की जगह, एक शीतलक के रूप में अनुमति देता है। यह व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण हो सकता है क्योंकि तरल नाइट्रोजन का उत्पादन अपेक्षाकृत सस्ते में किया जा सकता है, यहां तक ​​कि साइट पर भी। इसके अलावा, उच्च तापमान तरल हीलियम तापमान पर उत्पन्न होने वाली कुछ समस्याओं से बचने में मदद करता है, जैसे कि जमी हुई हवा के प्लग का निर्माण जो क्रायोजेनिक लाइनों को अवरुद्ध कर सकता है और अप्रत्याशित और संभावित खतरनाक दबाव निर्माण का कारण बन सकता है। कई अन्य कप्रेट सुपरकंडक्टर्स की खोज की गई है, और इन सामग्रियों में सुपरकंडक्टिविटी का सिद्धांत सैद्धांतिक संघनित पदार्थ भौतिकी की प्रमुख उत्कृष्ट चुनौतियों में से एक है। वर्तमान में दो मुख्य परिकल्पनाएँ हैं - अनुनाद संयोजकता बंधन सिद्धांत  | रेज़ोनिंग-वैलेंस-बॉन्ड थ्योरी, और स्पिन उतार-चढ़ाव जिसका अनुसंधान समुदाय में सबसे अधिक समर्थन है। दूसरी परिकल्पना ने प्रस्तावित किया कि उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स में इलेक्ट्रॉन युग्मन की मध्यस्थता शॉर्ट-रेंज स्पिन तरंगों द्वारा की जाती है जिन्हें पैरामैग्नन के रूप में जाना जाता है। 2008 में, होलोग्राफिक सुपरकंडक्टिविटी, जो होलोग्राफिक द्वैत या AdS/CFT पत्राचार सिद्धांत का उपयोग करती है, को कुछ सामग्रियों में उच्च-तापमान अतिचालकता के संभावित स्पष्टीकरण के रूप में, गब्सर, हार्टनॉल, हर्ज़ोग और होरोविट्ज़ द्वारा प्रस्तावित किया गया था। लगभग 1993 से, ज्ञात उच्चतम तापमान सुपरकंडक्टर एक सिरेमिक सामग्री थी जिसमें पारा, बेरियम, कैल्शियम, तांबा और ऑक्सीजन (HgBa) शामिल था।2उस2साथ3O8+δ) टी के साथc= 133-138 के. फरवरी 2008 में, उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स के एक लौह-आधारित परिवार की खोज की गई थी।  टोक्यो प्रौद्योगिकी संस्थान  के हिदेओ होसोनो और उनके सहयोगियों ने लैंथेनम ऑक्सीजन फ्लोरीन आयरन आर्सेनाइड (लाओ) पाया1−xFxFeAs), एक  ऑक्सीपनिक्टाइड  जो 26 K से नीचे सुपरकंडक्ट करता है। LaO में लैंथेनम की जगह1−xFx समैरियम  के साथ FeAs सुपरकंडक्टर्स की ओर जाता है जो 55 K पर काम करते हैं। 2014 और 2015 में, हाइड्रोजन सल्फाइड   अत्यधिक उच्च दबाव (लगभग 150 गीगापास्कल) पर पहले भविष्यवाणी की गई थी और फिर 80 K के संक्रमण तापमान के साथ उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर होने की पुष्टि की गई थी। इसके अतिरिक्त, 2019 में यह पता चला कि  लैंथेनम हाइड्राइड   170 गीगापास्कल के दबाव में 250 K पर सुपरकंडक्टर बन जाता है। 2018 में, मेसाचुसेट्स प्रौद्योगिक संस्थान  के भौतिकी विभाग के एक शोध दल ने बिलेयर ग्राफीन # सुपरकंडक्टिविटी को ट्विस्टेड बाइलेयर ग्राफीन में एक परत  ट्विस्ट्रोनिक्स  के साथ लगभग 1.1 डिग्री के कूलिंग और एक छोटे इलेक्ट्रिक चार्ज के साथ खोजा। भले ही प्रयोग उच्च तापमान वाले वातावरण में नहीं किए गए हों, लेकिन परिणाम शास्त्रीय लेकिन उच्च तापमान सुपरकंडक्टर्स से कम सहसंबद्ध होते हैं, यह देखते हुए कि किसी भी विदेशी परमाणुओं को पेश करने की आवश्यकता नहीं है। सुपरकंडक्टिविटी प्रभाव ग्राफीन परतों के बीच एक भंवर में मुड़े हुए इलेक्ट्रॉनों के परिणामस्वरूप आया, जिसे स्किर्मियन कहा जाता है। ये एक कण के रूप में कार्य करते हैं और ग्रैफेन की परतों में जोड़ सकते हैं, जिससे सुपरकंडक्टिविटी के लिए आवश्यक बुनियादी स्थितियां बन जाती हैं। 2020 में, नेचर में एक पेपर में लगभग 270 गीगापास्कल के दबाव में हाइड्रोजन, कार्बन और सल्फर से बने कमरे के तापमान वाले सुपरकंडक्टर का वर्णन किया गया था। यह वर्तमान में उच्चतम तापमान है जिस पर किसी भी सामग्री ने अतिचालकता दिखाई है।

अनुप्रयोग
सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट ज्ञात सबसे शक्तिशाली विद्युत  चुम्बकों में से कुछ हैं। उनका उपयोग चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग /  एनएमआर  मशीनों,  मास स्पेक्ट्रोमीटर,  कण त्वरक  में उपयोग किए जाने वाले बीम-स्टीयरिंग मैग्नेट और कुछ  टोकामकस  में प्लाज्मा सीमित मैग्नेट में किया जाता है। उनका उपयोग चुंबकीय पृथक्करण के लिए भी किया जा सकता है, जहां कमजोर चुंबकीय कणों को कम या गैर-चुंबकीय कणों की पृष्ठभूमि से निकाला जाता है, जैसा कि वर्णक उद्योगों में होता है। उच्च विद्युत धाराओं द्वारा लगाए गए प्रतिबंधों को दूर करने के लिए उनका उपयोग बड़े पवन टर्बाइनों में भी किया जा सकता है, एक औद्योगिक ग्रेड 3.6 मेगावाट सुपरकंडक्टिंग विंडमिल जनरेटर का डेनमार्क में सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है। 1950 और 1960 के दशक में, क्रायोट्रॉन स्विच का उपयोग करके प्रयोगात्मक डिजिटल कंप्यूटर बनाने के लिए सुपरकंडक्टर्स का उपयोग किया गया था। हाल ही में, सुपरकंडक्टर्स का उपयोग चल दूरभाष  बेस स्टेशनों के लिए  रैपिड सिंगल फ्लक्स क्वांटम  तकनीक और  आरएफ और माइक्रोवेव फिल्टर  पर आधारित  डिजिटल सर्किट  बनाने के लिए किया गया है।

सुपरकंडक्टर्स का उपयोग जोसेफसन जंक्शन ों के निर्माण के लिए किया जाता है जो कि SQUIDs (सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस) के निर्माण खंड हैं, जो सबसे संवेदनशील  मैग्नेटोमीटर  हैं। SQUID का उपयोग SQUID माइक्रोस्कोप और  मैग्नेटोएन्सेफलोग्राफी  को स्कैन करने में किया जाता है। जोसेफसन उपकरणों की श्रृंखला का उपयोग यूनिट  वाल्ट  की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली को महसूस करने के लिए किया जाता है। सुपरकंडक्टिंग फोटॉन डिटेक्टर विभिन्न डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन में महसूस किया जा सकता है। ऑपरेशन के विशेष मोड के आधार पर, एक सुपरकंडक्टर-इन्सुलेटर-सुपरकंडक्टर जोसेफसन जंक्शन को फोटॉन  डिटेक्टर  या  इलेक्ट्रॉनिक मिक्सर  के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। सामान्य से अतिचालक अवस्था में संक्रमण पर बड़े प्रतिरोध परिवर्तन का उपयोग क्रायोजेनिक  कैलोरीमीटर  | माइक्रो-कैलोरीमीटर फोटॉन डिटेक्टरों में थर्मामीटर बनाने के लिए किया जाता है। सुपरकंडक्टिंग सामग्री से बने अल्ट्रासेंसिटिव  बोलोमीटर  में समान प्रभाव का उपयोग किया जाता है।  सुपरकंडक्टिंग नैनोवायर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर  | सुपरकंडक्टिंग नैनोवायर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर उच्च गति, कम शोर वाले सिंगल-फोटॉन डिटेक्शन की पेशकश करते हैं और उन्नत  फोटॉन गिनती  | फोटॉन-काउंटिंग अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से कार्यरत हैं। अन्य शुरुआती बाजार उत्पन्न हो रहे हैं जहां उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी पर आधारित उपकरणों की सापेक्ष दक्षता, आकार और वजन लाभ शामिल अतिरिक्त लागतों से अधिक है। उदाहरण के लिए, पवन टर्बाइनों में सुपरकंडक्टिंग जनरेटर के कम वजन और मात्रा से निर्माण और टॉवर लागत में बचत हो सकती है, जनरेटर के लिए उच्च लागत की भरपाई हो सकती है और बिजली की कुल स्तरीय लागत (एलसीओई) कम हो सकती है। भविष्य के होनहार अनुप्रयोगों में उच्च-प्रदर्शन समार्ट ग्रिड,  विद्युत शक्ति संचरण ,  ट्रांसफार्मर ,  एसएमई एस,  विद्युत मोटर ्स (जैसे वाहन प्रणोदन के लिए,  वैक्ट्रेन  या  मैग्लेव ट्रेन ों में),  चुंबकीय उत्तोलन उपकरण , दोष वर्तमान सीमाएं, सुपरकंडक्टिंग सामग्री के साथ स्पिंट्रोनिक उपकरणों को बढ़ाना शामिल हैं। और सुपरकंडक्टिंग  चुंबकीय प्रशीतन । हालांकि, सुपरकंडक्टिविटी चुंबकीय क्षेत्रों को स्थानांतरित करने के लिए संवेदनशील है, इसलिए  प्रत्यावर्ती धारा  (जैसे ट्रांसफार्मर) का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों को उन लोगों की तुलना में विकसित करना अधिक कठिन होगा जो प्रत्यक्ष धारा पर भरोसा करते हैं। पारंपरिक बिजली लाइनों की तुलना में,  सुपरकंडक्टिंग ट्रांसमिशन लाइन ें अधिक कुशल होती हैं और इसके लिए केवल एक अंश की आवश्यकता होती है, जिससे न केवल बेहतर पर्यावरणीय प्रदर्शन होगा, बल्कि इलेक्ट्रिक ग्रिड के विस्तार के लिए सार्वजनिक स्वीकृति में भी सुधार हो सकता है। एक अन्य आकर्षक औद्योगिक पहलू कम वोल्टेज पर उच्च शक्ति संचरण की क्षमता है। शीतलन प्रणाली की दक्षता में प्रगति और तरल नाइट्रोजन जैसे सस्ते शीतलक के उपयोग ने भी अतिचालकता के लिए आवश्यक शीतलन लागत में काफी कमी की है।

अतिचालकता के लिए नोबेल पुरस्कार

 * हेइक कामेरलिंग ओन्स (1913), कम तापमान पर पदार्थ के गुणों पर अपनी जांच के लिए, जिसके कारण, अन्य बातों के साथ, तरल हीलियम का उत्पादन हुआ।
 * जॉन बार्डीन, लियोन एन. कूपर, और जे. रॉबर्ट श्राइफ़र (1972), सुपरकंडक्टिविटी के अपने संयुक्त रूप से विकसित सिद्धांत के लिए, जिसे आमतौर पर बीसीएस-सिद्धांत कहा जाता है।
 * लियो इसकी, इवर गियावर, और ब्रायन डी। जोसेफसन (1973), क्रमशः अर्धचालकों और सुपरकंडक्टर्स में टनलिंग घटना के संबंध में उनकी प्रयोगात्मक खोजों के लिए और एक सुरंग अवरोध के माध्यम से एक सुपरकरंट के गुणों की उनकी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के लिए, विशेष रूप से उन घटनाओं के लिए जो आमतौर पर जोसेफसन प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
 * जॉर्ज बेडनोर्ज़ और के. एलेक्स मुलर (1987), सिरेमिक सामग्री में सुपरकंडक्टिविटी की खोज में उनके महत्वपूर्ण ब्रेक-थ्रू के लिए।
 * सुपरकंडक्टर्स और सुपरफ्लुइड्स के सिद्धांत में अग्रणी योगदान के लिए एलेक्सी ए। एब्रिकोसोव, विटाली एल। गिन्ज़बर्ग, और एंथनी जे। लेगेट (2003)।

यह भी देखें

 * क्वार्क में
 * क्वार्क में
 * क्वार्क में
 * क्वार्क में

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 * उच्च तापमान सुपरकंडक्टर
 * परम शुन्य
 * सही कंडक्टर
 * चीनी मिट्टी
 * उच्च तापमान सुपरकंडक्टर्स
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 * आयरन आधारित सुपरकंडक्टर
 * प्रमुख
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 * स्कैनिंग स्क्विड माइक्रोस्कोप
 * बिजली की समतल लागत
 * पवन चक्की
 * फॉल्ट करंट लिमिटर
 * एकदिश धारा
 * इवर गियावेर

अग्रिम पठन

 * IEC standard 60050-815:2000, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Part 815: Superconductivity

बाहरी संबंध

 * Video about Type I Superconductors: R=0/transition temperatures/ B is a state variable/ Meissner effect/ Energy gap(Giaever)/ BCS model
 * Lectures on Superconductivity (series of videos, including interviews with leading experts)
 * YouTube Video Levitating magnet
 * DoITPoMS Teaching and Learning Package – "Superconductivity"