こんにちは、今回は超伝導班の更新です。気づいたら五月祭まで1か月切りましたね！　どこの班も追い込みをかけて実験や展示の準備を行っているところです。今日は私たち超伝導班の方で今行っている実験について少し紹介したいと思います。webページでの班の内容紹介の方にも少し説明しましたが、超伝導の状態になると、超伝導体の中の全体の電子が一つの大きな"波"のように振る舞うようになって、それによって電気抵抗がゼロになるということ以外にもたくさんの興味深い現象が生じてくるのでした。現在は、その説明文の最後に説明している「ジョセフソン効果」について実験を行っています。

まずここでは少し、ジョセフソン効果について説明を加えておきましょう。ジョセフソン効果は、ふたつの超伝導体を用意してその間を何か超伝導にはならないもので分け隔てた「ジョセフソン接合」というものを作ると、いわばそれぞれの超伝導体の「波」のゆれ方の違いに応じた電流が勝手に流れる、という現象です。「勝手に流れる」というのは、普段電流を流すためには電池や電源などを使って電圧をかけますが、それがジョセフソン接合では電圧をかけなくても「波」のゆれ方の違いを互いに揃えようとして電流が流れるのです！　この電流は超伝導状態で生じている電子のペア＝「クーパー対」が担っていて、そのクーパー対がふたつの超伝導体の間を隔てている障壁をすり抜ける「トンネル効果」によって流れていると考えられています。ジョセフソン接合自体は応用例も盛んで、それを使用した回路を作ることで精密な磁場の測定や電圧の測定に使われていたりもします。

現在私たちの班の方では、ジョセフソン接合を自分たちの手で作成して効果を見ようとしているところです。実験で使用しているふたつの超伝導体は前回も紹介した高温超伝導体YBCOと、金属の超伝導体であるスズです。両方の超伝導体は厚さがおよそにして、その間を超伝導にならない金の薄い膜で隔てることでジョセフソン接合を作成しています。
…と言葉にしていうのは簡単ですが、実際のところ作成してみると非常に難しいものです。今回の実験でコントロールしているのはナノメートル＝1cmのなんと1000万分の1の大きさの世界です。そんな接合をうまく作成するのは、現在も引き続き何度も行っていますが難しく、まだ満足できるような結果は出ていません。果たして五月祭にまで結果が出るでしょうか…？　最終的にどうなったか気になった方は当日ぜひ足を運んでみてください、より詳しく分かりやすい説明も用意してお待ちしております！

みなさんお久しぶりです、超伝導班の2回目の投稿です！前回は超伝導がどんなものかを簡単に説明しました。しかし、どんな物質でも温度を下げていけば超伝導を示す、というわけではありません。今回はそこで具体的にPhysicsLab. 2016の実験で使用している超伝導体を紹介して、その作成風景も見ていくことにしましょう。

私たちが今回使っている超伝導体は、イットリウム系超伝導体の通称"YBCO"という、超伝導体の中でも比較的有名なものです。このYBCOはいわゆるセラミックの一種で、陶器などと同じように原材料になるものをよく混ぜて押し固めたものを長い時間焼き固めることで作られます。その作成時の様子を写真でたどってみましょう。

まずは原材料の粉末を乳鉢の中にいれてよく混ぜていきます。



均等に混ざったら、圧力をかけてペレット状(薬の錠剤のような形)に押し固めていきます。



これを電気炉の中に入れて熱していきます。熱するときの温度はおよそ900 °C、この状態にほぼ丸2日間さらします！



これで焼き固まって完成と思いきや、この状態だとあまりよく超伝導の性質を示しません。そこで、一旦ペレットになっているものを乳鉢で砕いて、それを再びよく混ぜていきます。



それを再びペレットにします。先ほどの熱する前のペレットとは色が変わっているのがわかりますか？



そして、再度電気炉の中で熱します。今度は先ほどよりも長い時間熱して、途中からは酸素も投入しながら熱していきます。詳しい説明はここではしませんが、実はこの酸素の量が超伝導が現れるかどうかに大きく関わってくるのです。こうして超伝導体が完成します！



五月祭当日にはこのように私たちが実際に作成したこの超伝導体を用いた展示も行う予定です。ぜひいらしてください。次回の更新もお楽しみに。

はじめまして、超伝導班班長の丹羽と申します。気づいたら2016年ももう一ヶ月終わって2月になりましたね。大学の方も春休みに入りPhysicsLab. 2016の各班の活動が本格的に始まる時期になりました。そこで今回は私たち超伝導班の簡単な紹介をしたいと思います。

「超伝導」という言葉は、物理の用語の中でも比較的よく耳にする身近なものかもしれません。超伝導の言葉の意味を簡単に言ってしまえば、物質を冷やしていったときに特に物質の構造が変わるわけでもなく、それまであった電気抵抗がある温度から突然なくなってしまう、というちょっと不思議な現象のことを言います。電気抵抗がなくなってしまえば電流をたくさん流すことができるので、例えば大きなリニアモーターカーを動かすための電磁石に超伝導が使われているといったことは聞いたことがある人も多いかと思います。他にも身近なところでは、病院などにある身体の中を調べるMRIという機械にも超伝導の電磁石が使われていたりします。

しかし超伝導の魅力はただ「電気を抵抗なく流す」だけではありません。

実はもっと他にも、普段の常識では考えられないような興味深い現象がいろいろと見られるのです。例えば、超伝導体の上に磁石を近づけていってそっと手放すと、なんと磁石が超伝導体の上で宙に浮いたままになったりします。しかもそれらの現象は、私たちが普段暮らしている空間よりもずっと小さな世界を説明する量子力学での現象が、私たちの目でも直接見られるようなものになっているのです！

今回の超伝導班ではそういった超伝導の興味深い様々な現象について実験を行っていき、来てくださった皆様にもその一端に触れていただきたいと考えています。今後の超伝導班の更新でも実験などの内容を少しづつ紹介していく予定です。五月祭ではぜひPhysicsLab. 2016に足を運んでみてください。