wat het toont:

een supergeleidend materiaal in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld sluit dat veld uit zijn binnenste. Dit blijkt uit het zweven van een magneet boven een hoge temperatuur supergeleider.

hoe het werkt:

we hebben een 25mm schijf van keramisch yttrium barium koperoxide (YBa2Cu3O7, ook wel “YBCO” genoemd) die supergeleidend wordt boven de temperatuur van vloeibare stikstof (Tc = 90K). Met behulp van een kubieke neodymium magneet (4mm per zijde, 0,5 gram) kunnen twee effecten worden weergegeven. Eerst het Meissner-effect zelf, door de magneet vóór het afkoelen op de schijf te plaatsen. Als de schijf afkoelt langs zijn overgangstemperatuur, verdrijft het de externe magnetische flux en de magneet begint te zweven. Als alternatief kan de schijf zo worden afgekoeld dat deze supergeleidend wordt en vervolgens de magneet worden ingebracht. De externe flux zet een circuitale aanhoudende stroom in de supergeleider, waarvan het eigen veld de magneet afstoot—het resultaat is opnieuw dat de magneet een paar mm boven het oppervlak van de schijf dobbelt. (In beide gevallen zijn de details van de interactie tussen de magneet en de supergeleider gecompliceerd en kunnen ze niet volledig verklaard worden door de klassieke fysica.)

bekijk deze video van de demo in actie.

instellen:

de supergeleidende schijf bevindt zich in het onderste segment van 5 mm van een Piepschuimbeker, die zelf op een hele omgekeerde Beker rust; deze is goed geïsoleerd en biedt een witte achtergrond voor de ybco schijf en de neodymium magneet. Plaats de magneet op de schijf. De YBCO en de magneet dienen alleen met een pincet te worden behandeld. Gebruik een camera met een macrolens om een opname van het interieur van de beker samen te stellen. Giet langzaam de vloeibare stikstof in de beker zodat deze nauwelijks de schijf onderdompelt; de YBCO zal na ongeveer 10-15 seconden plotseling overgaan naar supergeleidend, op welk moment de magneet ongeveer 7mm boven de schijf zal stijgen.

Dit is een in de handel verkrijgbare keramische supergeleider.1 Sergent-Welch en Cenco verkopen ook kits.Meissner, R. W., Ochsenfeld, R., Naturwissenschaften 21, p. 787 (1933)

Purcell, Edward and David Morin. Electricity and Magnetism, derde editie. New York: Cambridge University Press, 2013. Afdruk.

Tinkham, Michael. Inleiding tot supergeleiding, tweede editie. Mineola: Dover Publications, 2004. Afdruk.

1 Colorado supergeleider Inc., P. O. Box 8223, Fort Collins, Colorado 80526