Рис. 4. Проникновение магнитного поля в шары из различных материалов.
Рис. 5. Диаграмма сверхпроводящего перехода олова.
магнетиками. Известно, что различные металлы, находясь в магнитном поле, в той или иной степени пропускают через себя магнитные силовые линии. Ферромагнетики, например железо, втягивают в себя эти линии и сгущают их. В диамагнетике, например в висмуте, магнитные силовые линии, наоборот, несколько разрежены. Сверхпроводники же полностью выталкивают из себя магнитные силовые линии (рис. 4).
Если сверхпроводник поместить в магнитном поле, сверхпроводимость нарушается. Чем ниже температура, окружающая сверхпроводник, тем большая сила магнитного поля нужна, чтобы разрушить сверхпроводимость. На рисунке 5 показана зависимость критической температуры свинца от напряженности магнитного поля.
В последнее время сверхпроводимость начали применять в технике. После того как были найдены сверхпроводники с высокой температурой перехода (примерно 18°К), стало возможным изготовлять так называемые сверхпроводящие соленоиды. Такой соленоид устроен как и обычный, только обмотка его изготовлена из сверхпроводящей проволоки, например из сплавов ниобий — олово или ниобий — цирконий. Вся обмотка помещается в сосуд с жидким гелием. В этих условиях электрическое сопротивление обмотки равно нулю, и таким образом поддерживается магнитное поле без затраты энергии, которая при других способах нужна, чтобы преодолеть электрическое сопротивление обмотки. Хотя получение жидкого гелия для такого соленоида и требует затраты энергии, эта затрата в сотни раз меньше, чем потребность в энергии обычного соленоида, создающего такое же магнитное поле. Теперь построены сверхпроводящие соленоиды, создающие поле свыше 100 000 эрстед. Сверхпроводящие соленоиды и вообще электротехнические сверхпроводящие материалы и устройства (например, электромагниты, электродвигатели) имеют огромное будущее.
Сверхпроводники применяются также, например, в маломощных переключающих устройствах, особенно в устройствах, предназначенных для вычислительных машин. В простейшем виде элемент такого устройства — криотрон — состоит из свинцовой проволоки, на которую намотана однослойная катушка из ниобиевой проволоки (рис. 6 и 7). Когда магнитное поле в сверхпроводящем соленоиде
Рис. С. Схематическое устройство криотрона, который может использоваться как переключающее устройство.
Рис. 7. У криотрона простого типа исключительно малые размеры.
118