חברת SINE שאני מייצג מזה שנים מקפידה מאוד על טיפול קריוגני למוליכים. מה זה בעצם אומר?
מעשית, מדובר בקירור מוליכים לטמפרטורה קיצונית של מינוס 196 מעלות צלזיוס, בטענה שהתהליך הזה משפר מאוד מוליכות לאורך זמן, למרות שהטיפול הינו קצר מועד.

לסקרנים שבינינו, הנה הסבר קצר אך מעמיק על מוליכות-על, מובא מתוך הספר ״מפרדוקס למציאות״ של פרופ׳ פריץ רורליך - הרעיונות המרכזיים של הפיסיקה החדישה (1987). אני חושב שההסבר הזה מאוד מעניין, ביחוד למי שלא מצוי מעט במכניקת הקוונטים - פיזיקה שמבוססת על אי וודאות; אמפליטודות של הסתברויות וויכוח בלתי פוסק על ממשות פיזיקלית. יש כאן כמה מונחים "קשים" מעולם הפיזיקה - לא להיבהל, קצת ויקיפדיה וזה עובר.

תופעות קוונטיות עשויות להתרחש גם בקנה מידה מקרוסקופי*:
מוליכות-על - בטמפרטורה נמוכה מאוד האנטרופיה של המוליך קטנה, יש פחות התנגשויות של אלקטרונים חופשיים [זרם חשמלי] עם גרעיני אטומים, אין איבוד אנרגיה של האלקטרונים, ואין כל עלייה בטמפרטורה [נצילות מקסימלית]. מרגע שנוצר, הזרם יכול להמשיך לזרום שנים ללא צורך במתח חשמלי.
הסבר קוונטי: אלקטרוני ההולכה נקשרים בזוגות, כאשר הכוח הגורם לקשר מתווך על ידי אטומי המוליך; האלקטרונים בכל זוג נעים במגמות מנוגדות והם בעלי ספינים הפוכים באופן כזה של זוג האלקטרונים כיחידה יש ספין בעל תנע זוויתי כולל אפס; אמפליטודת ההסתברות הקוונטית psi גורמת לכל זוג אלקטרונים לדבוק זה בזה בתיאום המשתרע על פני מרחק גדול מאוד, יחסית, בן אלפי אטומים. תיתכן איפה חפיפה ניכרת בין זוגות שונים. כך נוצר סדר ארוך טווח, שאינו קיים בטמפרטורות גבוהות יותר; לכל זוג יש אמפליטודת הסתברות psi שתחום השתרעותה רחב מאוד; כאשר אלקטרון מאבד כמות מסוימת של תנע, יגדל התנע של בן זוגו בשיעור מתאים עקב לכידות הזוג; הזוג כולו לא יאבד תנע ויוסיף לנוע ללא הפרעה; שבירת זוג באופן שמאפשר לו לאבד אנרגיה, מחייבת הפרעה העולה בגודלה על מידה מזערית מסוימת; גם נעילה הדדית זו היא תכונה קוונטית אופיינית - כל זוג נוהג כאילו היה חלקיק יחיד בעל תנע זוויתי אפס [ללא ספין]. אוסף חלקיקים כזה נוטה להימצא במצב שבו כמעט לכל החלקיקים יש מהירות שווה; כשמחברים מתח למוליך-על, הזוגות כולם ינועו יחד כשהם נעולים זה לזה, ונעילה זו מתרחשת על פני מרחקים מקרוסקופיים; כתוצאה מכך אלקטרונים בודדים אינם יכולים לאבד אנרגיה, הם מאולצים להמשיך ולנוע עם כל היתר; אנרגיה מועברת לאטומים, המוליך לא מתחמם, והאלקטרונים ממשיכים לנוע גם לאחר שמקור המתח נותק מבלי שיחושו כל התנגדות: זהו מוליך-על.
כשמעלים טמפרטורה, האטומים מאולצים לנוע מהר יותר ובאורח אקראי יותר ובסופו של דבר הם שוברים את קשריהם של זוגות אלקטרונים והורסים את מוליכות העל.

בהצלחה!

* מקרוסקופי - לא מיקרוסקופי. גדלים גדולים.