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超伝導
超伝導は、特定の材料が特性臨界温度以下に冷却された際に電気抵抗がゼロになり、マイスナー効果により内部磁場を完全に排除する物理現象である。
概要
1911年にヘイケ・カメルリング・オネスによって発見された超伝導は、1957年に発表されたBCS理論によって微視的解明がなされた。BCS理論では、格子振動を介して電子同士が引力を生じ、クーパー対を形成することでゼロ抵抗が発現すると説明される。一方で、1980年代以降に発見された高温超伝導体や非従来型超伝導体の発現機構は、現在も物性物理学における重要な研究課題となっている。
なぜ重要か
超伝導技術は、磁気共鳴画像法(MRI)をはじめとする医療診断装置に不可欠な高磁場を安定して供給している。情報科学の分野では、超伝導回路が量子プロセッサを構築するための主要なハードウェア基盤として利用されている。動作温度をさらに向上させる研究は、冷却設備への負荷軽減や各種計測技術への応用を目指して進められている。