Categorías: Hechos interesantes, Cuestiones controvertidas
Cantidad de vistas: 25077
Comentarios sobre el artículo: 2
Misterios de corrientes cruzadas - Efecto Hall
A fines del siglo pasado, un joven estudiante de física estadounidense, Edwin Hall, hizo un descubrimiento que ingresó su nombre en los libros de texto de física. Realizó un experimento simple de "estudiante": estudió la propagación de la corriente en una placa metálica delgada colocada entre los polos de un electroimán fuerte. Los estudiantes de todas las universidades se someten a prácticas de laboratorio, donde se les enseña con ejemplos simples para dominar el experimento. Así fue esta vez. Un estudiante humilde no podría haber imaginado que su simple experiencia daría lugar a una avalancha de investigaciones, algunas de las cuales estarán marcadas por el premio científico más honorable: el Premio Nobel.
El dispositivo con el que trabajaba Hall consistía en dos circuitos eléctricos dispuestos en forma transversal: así es como atan cajas de dulces con una cinta. Las cadenas diferían en que una de ellas contenía una batería eléctrica y la corriente que pasaba a lo largo de la placa, la otra, transversal, no tenía fuentes de corriente y simplemente conectaba los bordes de la placa.
Como se esperaba, en el caso en que el electroimán se apagó, los instrumentos registraron el flujo de corriente solo a lo largo de la placa, en el circuito con la batería, y su ausencia en el circuito transversal "vacío". No es de extrañar. Sin embargo, tan pronto como el electroimán se encendió, una corriente eléctrica en sí misma apareció en el circuito transversal, como si nada. Fue interesante, pero no hubo ningún milagro aquí: se encontró una explicación con bastante rapidez. Los electrones que se mueven en una cadena longitudinal se ven afectados por la fuerza de Lorentz, bien conocida por el libro de texto de la escuela, que desvía los electrones en la dirección transversal, lo que genera una pequeña corriente en la cadena transversal: todo es elementalmente simple.
Durante más de medio siglo, medio olvidado, este fenómeno se ha mantenido en la retaguardia de la ciencia física. Lo cavó en los archivos por especialistas en microelectrónica. Al principio resultó que si los dispositivos de medición gruesos de la época Hall fueran reemplazados por los modernos, entonces el fenómeno descubierto por él podría usarse para contar la cantidad de partículas cargadas cuyo movimiento genera una corriente eléctrica, lo cual es muy importante para los diseñadores de transistores de bajo ruido y otros dispositivos microelectrónicos altamente sensibles que funcionan con dispositivos muy débiles. corrientes y campos magnéticos.
El efecto Hall se estudió cuidadosamente, sin escatimar esfuerzos para mejorar la precisión. El tercer, cuarto, quinto lugar decimal en las escalas de los instrumentos de medición ... Y aquí, sorprendente, a primera vista, simplemente comenzaron a aparecer fenómenos increíbles.
El primer resultado sorprendente se obtuvo hace veinte años, a fines de los años setenta, en experimentos con circuitos de semiconductores en un campo magnético fuerte a temperaturas muy bajas, a solo unos grados de distancia del "cero absoluto" - 273 grados Celsius, cuando la sustancia se congela tanto que cese, todos los movimientos moleculares se congelan. Entonces, si a temperaturas normales cercanas a la temperatura ambiente, la resistencia eléctrica en el circuito con la "corriente Hall" aumenta gradualmente al aumentar el campo magnético, entonces, por alguna razón cerca de la temperatura cero, cambia gradualmente, como si fuera un camino suave a lo largo del cual se mueven las partículas de corriente, De repente reemplazado por un pavimento pavimentado con protuberancias profundas. Las curvas suaves que escribieron los registradores son reemplazadas intermitentemente por una "escalera", cuya altura de los pasos era igual a alguna constante dividida por enteros n = 1, 2, 3, y así sucesivamente.
Y lo que es aún más sorprendente: en cada etapa la resistencia en el circuito de corriente longitudinal cae a cero, es decir, para la corriente longitudinal la sustancia se convierte en un superconductor: los electrones ruedan sin resistencia, pero en las articulaciones, cuando se mueven de una etapa a otra, la resistencia salta bruscamente y la superconductividad desaparece instantáneamenteTodo esto parecía una especie de confusión: como dicen, ¡todo estaba mezclado en la casa de Oblonsky!
¿Cómo explicar un comportamiento tan extraño de las corrientes cruzadas? ¿Por qué se comportan de maneras completamente diferentes? La electrodinámica resultó ser impotente frente a este acertijo ... Estamos acostumbrados al hecho de que ocurren fenómenos misteriosos en experimentos complejos con partículas elementales o en el espacio profundo cuando se trata de agujeros negros, galaxias explosivas y otros objetos que sorprenden a nuestra imaginación, y aquí solo hay experimentos con resistencia y corrientes. A lo largo y a lo largo del área arreglada y - ¡en ti!
V. Barashenkov, E. Kapustsik
Ver también en electro-es.tomathouse.com
: