электрического сопротивления постоянному току.
Результаты прямых измерений говорят о том, что оно меньше сопротивления металлов
при нормальной температуре по крайней мере в 1023 раз.
Иногда спрашивают: "Неужели сопротивление сверхпроводников равно нулю? Может
быть, оно просто очень мало, и мы не замечаем его лишь потому, что не обладаем
совершенной измерительной техникой?"
Разрешить этот вопрос попытался американский ученый Коллинс. В марте 1954 г. он
возбудил ток в сверхпроводящем свинцовом кольце и наблюдал за значением этого
тока. Если сопротивление, хотя бы ничтожное, есть, то ток все время будет
уменьшаться, "затухать". Например, для уменьшения тока в серебряном кольце
практически до нуля требуется всего лишь несколько десятых долей секунды. Как же
затухал ток в кольце Коллинса? Измерения, произведенные в сентябре 1956 г.,
показали, что в кольце Коллинса ток абсолютно не изменился, впоследствии этот же
опыт проводился в течение 10 лет. Расчет показал, что ток, возбужденный в
сверхпроводящей цепи, уменьшится на значение, которое можно зафиксировать, за
время, не меньшее 100 тыс. лет.
Однако при исследовании затухания магнитного кольца внутри ниобий-циркониевой
трубки (25 % циркония) было найдено, что поток все-таки затухает. Это затухание
происходит по логарифмическому закону — за первую секунду поток снижается на 1 %,
за следующие 10 с — еще на 1 % и т. д. Полное затухание потока в этой. трубке, т. е.
снижение его до значения, которое уже нельзя измерить современными приборами,
займет 1092 лет. Это время в миллиарды миллиардов раз превышает время
существования нашей Галактики. К результатам таких экспериментов следует,
однако, подходить с осторожностью. Известно, что всякое кольцо, создающее
магнитное поле, испытывает силы, стремящиеся увеличить кольцо в размерах,
попросту разорвать его. Увеличение диаметра кольца хотя бы на одну миллионную
часть сразу же выразится в снижении поля, которое можно приписать наличию в
сверхпроводнике электрического сопротивления.
Если первое основное свойство сверхпроводников — отсутствие сопротивления — было
открыто в 1911 г., то второе важнейшее свойство — лишь спустя 22 года. В 1933 г.
немецкие физики Мейснер и Оксенфельд обнаружили, что сверхпроводники — идеальные
диамагнетики. Что это означает?
Мы постоянно находимся в магнитном поле Земли. Силовыми линиями этого поля
пронизываются все предметы и существа на Земле. Если на пути силовых линий
попадается какой-нибудь ферромагнетик, например, кусок железа, то в этом куске
магнитные линии как бы сгущаются. Если же на пути силовой линии встретится
диамагнетик, в нем, наоборот, создается разрежение, вакуум силовых линий. В
сверхпроводник магнитные силовые линии вообще не проникают. Другими словами,
сверхпроводник — абсолютный диамагнетик. Внутренняя область сверхпроводника
идеально экранирована от внешних магнитных полей токами, протекающими в тонком
поверхностном слое сверхпроводника. В этот слой проникает и магнитное поле,
вследствие чего его глубину называют глубиной проникновения и обозначают буквой
K. Диамагнетизмом сверхпроводников можно воспользоваться, например, для того,
чтобы придать силовым линиям магнитного поля заданную конфигурацию. Поле будет
обходить сверхпроводник, а силовые линии принимать очертания, повторяющие контур
сверхпроводника.
Сверхпроводник существенно отличается от идеального проводника с сопротивлением,
равным нулю. В идеальный проводник поле может проникать. Наоборот, никакими
способами нельзя заставить магнитное поле проникнуть внутрь сверхпроводника!