Categories: Fets interessants, Problemes polèmics
Nombre de visualitzacions: 25077
Comentaris sobre l'article: 2
Misteris dels corrents creuats - Efecte Hall
A finals del segle passat, un jove estudiant nord-americà de física Edwin Hall va fer un descobriment que va escriure el seu nom als llibres de text de física. Va realitzar un senzill experiment “estudiant”: va estudiar la propagació del corrent en una fina placa metàl·lica situada entre els pols d’un electroimant fort. Els estudiants de totes les universitats fan pràctiques de laboratori, on se'ls ensenya amb exemples senzills l'habilitat de l'experiment. Així va ser aquesta vegada. Un humil estudiant no s’hauria imaginat que la seva senzilla experiència donaria lloc a una allau d’investigació, alguna de les quals estarà marcada pel premi més honorable científic: el premi Nobel.
El dispositiu amb el qual treballava Hall consistia en dos circuits elèctrics disposats transversalment: així es lliguen caixes de dolços amb una cinta. Les cadenes difereixen en què una d’elles contenia una bateria elèctrica i el corrent que passava per la placa, l’altra, transversal, no tenia fonts de corrent i simplement connectava les vores de la placa.
Com era d'esperar, en el cas en què es va apagar l'electroimant, els instruments van registrar el flux de corrent només al llarg de la placa (al circuit amb la bateria) i la seva absència en el circuit transversal "buit". No és d'estranyar. Tanmateix, tan aviat com l’electroimant s’encengué, al circuit transversal, com si de res, aparegués un corrent elèctric pel seu compte. Era interessant, però no hi va haver cap miracle aquí: es va trobar una explicació bastant ràpidament. Els electrons que es mouen en una cadena longitudinal es veuen afectats per la força de Lorentz, molt coneguda del llibre de text de l’escola, que desvia electrons en sentit transversal, que va generar un petit corrent a la cadena transversal, tot és elemental simple.
Durant més de mig segle, mig oblidat, aquest fenomen s’ha mantingut a la rereguarda de la ciència física. Netegeu-lo als arxius d’especialistes en microelectrònica. Al principi va resultar que si els dispositius de mesura gruixuts del temps de la sala es substituïssin per uns moderns, el fenomen descobert per ell es podria utilitzar per comptar el nombre de partícules carregades el moviment de les quals genera un corrent elèctric, que és molt important per als dissenyadors de transistors de baix soroll i altres dispositius microelectrònics altament sensibles que treballin amb febles. corrents i camps magnètics.
Es va estudiar detingudament l'efecte Hall, sense esforços per millorar la precisió. El tercer, quart, cinquè lloc decimal a les escales dels instruments de mesura ... I aquí, a primera vista, van començar a aparèixer fenòmens senzillament increïbles.
El primer resultat sorprenent es va obtenir fa vint anys, a finals dels anys setanta, en experiments amb circuits semiconductors en un camp magnètic fort a temperatures molt baixes, a només uns graus de distància de "zero absolut" - 273 graus centígrads, quan la substància es congela tant. cessin, tots els moviments moleculars es congelen. Així, si a temperatures ordinàries properes a la temperatura ambient, la resistència elèctrica al circuit amb el "corrent de sala" augmenta gradualment a mesura que augmenta el camp magnètic, llavors per alguna raó propera a la temperatura zero canvia pas a pas, com si un camí suau al llarg del qual es mouen les partícules de corrent, de sobte substituït per un paviment amb profunds espitlleres. Les corbes suaus que van escriure els gravadors es reemplacen de manera intermitent per una "escala", l'alçada dels passos de la qual era igual a alguna constant dividida per nombres enters n = 1, 2, 3, etc.
I el que és encara més sorprenent: a cada etapa la resistència en el circuit de corrent longitudinal baixa a zero, és a dir, per al corrent longitudinal la substància es converteix en un superconductor: els electrons roden sense cap resistència, però a les articulacions, en passar d’una etapa a una altra, la resistència salta bruscament i la superconductivitat desapareix a l’instant.Tot això semblava una mica de confusió: segons diuen, tot es barrejava a la casa Oblonsky!
Com explicar un comportament tan estrany de corrents creuats? Per què es comporten de maneres completament diferents? L’electrodinàmica va resultar impotent davant d’aquest enigma ... Estem acostumats al fet que els fenòmens misteriosos es produeixen en experiments complexos amb partícules elementals o a l’espai quan es tracta de forats negres, explosions de galàxies i altres objectes que sorprenen la nostra imaginació, i aquí només hi ha experiments amb resistència i corrents. Al llarg i a través de la zona cuidada i - a tu!
V. Barashenkov, E. Kapustsik
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: