完全導体

完全導体の概要

完全導体とは、電気抵抗が完全にゼロである物質のことを指します。この性質を持つ物質は、電流が流れた際に一切のエネルギー損失を伴わず、理論上永遠に電流が流れ続けることができます。完全導体は、一般的に超伝導体と混同されることが多いですが、両者には重要な違いがあります。

超伝導体と完全導体の違い

超伝導体は電気抵抗がゼロであるだけでなく、さまざまな特異な現象も示します。例えば、超伝導体にはマイスナー効果、磁束の量子化、ジョセフソン効果、ピン止め効果といった現象があります。これらの特性により、超伝導体は特定の条件下で様々な応用が期待されています。一方、完全導体は電気抵抗ゼロという性質だけを持ち、これらの追加の特性は持っていません。

現在のところ、完全導体でありながら超伝導体ではない物質は発見されていません。超伝導体と認められるためには、完全導体の性質に加えてマイスナー効果を示す必要があります。そのため、電気抵抗がゼロであってもマイスナー効果が見られない物質は、単に完全導体と呼ばれます。

磁場との相互作用

完全導体に外部の磁場を加えると、レンツの法則に従い、磁場の変化に逆らう方向で電流が流れます。しかし、この物質の特性として、電気抵抗がゼロであるため、その電流は衰えることなく永続的に流れ続けます。結果として、外部磁場の影響を打ち消す形で内部の磁場はゼロになります。通常の導体であれば、磁場の変化によって電流が流れ、その周りの磁場を変化させます。しかし、完全導体の場合は、常に外部磁場を無効化していると考えることができます。

興味深いのは、常伝導状態の物質に外部磁場をかけ、その後冷却して転移温度に達した場合、外部からの磁場が内部に侵入してしまうことです。この状態では、完全導体ができても内部に残った磁場が存在しており、超伝導体のように完全に外部磁場を排除することができません。さらに、外部磁場を止めた場合、内部に残った磁場はそのまま維持され、まるで磁石のようになることがあります。

歴史的背景

超伝導現象が発見された1911年から1933年にかけて、超伝導と完全導体はほぼ同一のものと見なされていました。当初はその区別が曖昧でしたが、研究が進むにつれて両者の違いが明らかとなり、今日では超伝導体が持つ特異な効果が注目されるようになりました。

関連項目

• - 超伝導
• - 高温超伝導
• - 臨界磁場
• - マイスナー効果

このように、完全導体は電気抵抗がゼロであることを特徴としており、超伝導体とは区別されています。今後の研究が進むことで、新たな物質の発見や応用が期待される分野です。

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