超伝導について教えてください

Question

超伝導とは「電気抵抗が０なんですか？」それとも「電気抵抗がほとんど０に近いんですか？」 
物理学者は前者の立場が多数なんです。 
ですが昔、電気工学の先生に超伝導についてお尋ねしたら「電気抵抗は完全には０にはならない」と言ってました。 
これは理論では「成り立つ」が実学では「諸事情により、成り立たない」ということなんでしょうか？ 
なんか量子力学を使って説明できるみたいなんですが…。 
科学のコーナーで「後者の立場が正しい」として答えたんですがネットで調べてみたら「前者の立場が圧倒的多数（しかし後者の立場もあった）」なんですよね。 
いったいどっちが正しいのでしょう。
化学の方でも聞いたんですが、物理学の見地から教えてください。管理人さんへ。この場合は同じ内容の質問になりません。削除しないで下さい）

u13 · Accepted Answer

超伝導は専門外なのですが身近に超伝導磁石などはよく使っています。

電気工学の先生が言いたかったのは「超伝導状態になっている物質中は電気抵抗は０だけれども超伝導デバイスを使って回路を作ろうとすると電源部など超伝導じゃないデバイスを組み込む必要があるので回路全体を抵抗０にするのはできない」、と言うことではないのでしょうか?

物理屋的なセンスではモノの電気抵抗を測る時には測定系の抵抗などはさっぴいて計算するので超伝導状態の物質の抵抗のみを議論できますが工学的、もしくは実用的には回路全体で議論しないといけませんからね。

m_chappy · Answer

やじうま一般人です。お邪魔します。
私の素人理解ですが、電気抵抗が０って、物質の抵抗が無いってことですよね。それが何を意味するかと言うと、分子なんかの運動が全く無いってことで、つまりは絶対零度のことですよね。絶対零度では「前者の立場」が正しく、それを超伝導と呼ぶはずです。ただ、絶対零度って実現できていないと思いますし、実現できる見込みも聞いていません。そこで、絶対零度よりも高い温度で、如何に超伝導に近い状態を作り出すかが現在のトピックスなんだと思います。これは「後者の立場」なんでしょう。

rei00 · Answer

早稲田大学の「理工ジャーナル」（↓）の中に「超伝導 --- マクロな量子現象」（早稲田大学理工学部物理学科　栗原 進）というものがあります。大学物理学部の先生が公式ペ－ジに書かれている内容ですが，参考になりませんか。

　私には細かい所はわかりませんが，永久電流が減衰する確率はゼロで はないそうです。この意味では「電気抵抗（と言っていいのかどうか？）がほとんど０に近い」と言えるでしょうか。

　しかし実際は，その確率は途方もなく小さく，低温では，たとえ宇宙の年齢の何倍も待ち続けたとしても，見られる望みはないそうです。したがって，『''永久電流''は，神はいざ知らず，人間にとっては真 の永久電流と言って何の差障りもない事になる。』そうです。つまり，実際上は「電気抵抗が０」と言えそうです。

　ところで，この質問に化学的見地から回答する事はできないと思いますので，「化学」の方は削除された方が良いのではないでしょうか。

参考URL：http://web.sci.waseda.ac.jp/journal/

ikkyu3 · Answer

「電気抵抗０」とは、電気抵抗の値が０なのでしょうか。それとも抵抗が無いのでしょうか。
電気抵抗を電圧と電流との関係での比例係数として定義（オームの法則）するときと、電気抵抗は、なぜ起きるのかと考える（物理学）ときとの違いではないでしょうか。
オームの法則は、普通の伝導状態のとき（超伝導状態でないとき）しか適用できないと思いますが。
当てはめて表現すれば、「限りなく０に近い」でしょうか。

guiter · Answer

超伝導は専門外ですが、物理学の研究をしている者です。

量子力学の知識がないとなかなか難しいですが、
例えば、原子中の電子の運動量が減衰しないのと
似たようなものだと考えればよいのではないかと思います。
じゃあ、なぜ原子中の電子は止まらないの？
と聞かれると結局量子力学が必要なので困ってしまいますが。

物理屋と工学屋の言い回しの違いについては
u13 さんの仰るようなことが理由ではないかと思います。
物理学では調べたい対象があればなるべく純粋にそのものだけを見ようとします。
したがって、周りについている測定のための道具はじゃまなわけです。
工学では周りについているものも含めて考えなければ意味がないですからね。

guiter · Answer

専門以外の勉強をするのは大変だと思いますが頑張ってください。
私が学生の頃、理学部に所属していたので
newtype さんとは逆にプログラムや計算機など
工学よりの講義がなく、それらは独学でやっていました。
でも、大学の勉強なんてもともと独学のようなものですよね。
講義に出たからといって理解できるわけではないですから。

いまや、量子力学はどこを探してもすぐに見つかるくらい
いろいろな所に応用されています。
基礎だけでも知っておけばいつか役に立つのではないでしょうか。

わからない部分があればこのサイトなども利用すればよいと思います。
量子力学なら多くの回答者の方がおられます。
過去の質問でもかなり詳しい議論がされているものもありました。

guiter · Answer

念のためですが、超伝導状態の部分に関しては
０ということはいいですよね。

guiter · Answer

反論というわけではないですが、
参考URLを見て気付いたことを書きます。

超伝導磁石など応用として使われているものは
第II種超伝導体のほうだと思います。
したがって、超伝導状態と常伝導状態が共存しています。
このことから、工学屋さんは電気抵抗は完全には０にはならない
と言っていたのかもしれません。

guiter · Answer

経験者に印をつけるのが恥ずかしいくらいの素人のような意見です。

参考URLでも触れられていますが第II種超伝導体では
第I種と比較すると混合状態があるために臨界磁場が大きくなります。
他にも理由があるかもしれませんが、
少なくとも強い磁場に耐えられるということは
応用面で重要な性質の一つであると思います。

超伝導について教えてください

やじうま一般人です。

この回答への補足

早稲田大学の「理工ジャーナル」（↓）の中に「超伝導 --- マクロな量子現象」（早稲田大学理工学部物理学科 栗原 進）というものがあります。

この回答への補足

超伝導は専門外なのですが身近に超伝導磁石などはよく使っています。

この回答への補足

「電気抵抗０」とは、電気抵抗の値が０なのでしょうか。

この回答への補足

超伝導は専門外ですが、物理学の研究をしている者です。

この回答への補足

専門以外の勉強をするのは大変だと思いますが頑張ってください。

念のためですが、超伝導状態の部分に関しては

反論というわけではないですが、

経験者に印をつけるのが恥ずかしいくらいの素人のような意見です。

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