Сверхпроводимость — это явление, при котором материал при понижении температуры теряет электрическое сопротивление, позволяя току проходить без потерь энергии. Это состояние достигается благодаря образованию куперовских пар электронов, которые движутся через кристаллическую решетку материала без взаимодействия с ней и, следовательно, без потерь энергии на сопротивление.
Что касается теплопроводности, то здесь принципиально другой процесс. Теплопроводность определяется способностью материала передавать тепловую энергию, а основными носителями этой энергии обычно являются фононы — кванты колебаний кристаллической решетки. В реальности создать материал, способный переносить тепло без сопротивления (аналогичный сверхпроводимости процесс) крайне сложно.
Основное препятствие заключается в том, что носители тепла (фононы) постоянно взаимодействуют друг с другом и с дефектами решетки, теряя при этом энергию. Для сверхтеплопроводности потребовалось бы состояние, в котором фононы могут перемещаться через материал без какого-либо взаимодействия. Но как было доказано, такое состояние невозможно по термодинамическим и квантовым соображениям.
Дополнительно, в отличие от электрических носителей заряда, фононы не образуют связок, подобных куперовским парам, которые бы позволяли им двигаться беспрепятственно через материал. Таким образом, природа процессов, ответственных за передачу тепла и электричества, и различие этих процессов препятствуют существованию сверхтеплопроводности.
Категория: Физика
Теги: термодинамика, материалы, физика твердого тела