F・W・マイスナー【ベルリン生まれの物理学者｜磁性を使って超電導現象を説明】

マイスナー
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【1882年12月16日生まれ ~ 1974年11月16日没】

【出典：Wikimedia Commons ：Fritz Walther Meißner (1882–1974)】

その名は正確には

フリッツ・ヴァルター・マイスナー_

Fritz Walther Meißner (Meissner)。

ドイツ・ベルリン生まれの物理学者です。

ミュンヘン工科大学でプランクの師事を
受けた後に物理工学院で研究を進めます。

マイスナーが関心を持っていたのは
超伝導でした。1920年頃に色々な物質で
転移が起きる事を確認しています。

タンタル、化学記号はTa、転移温度4.47K。
ニオブ、化学記号はNb、転移温度は9.25K。
チタン、化学記号はTi、転移温度は0.4K。
トリウム、化学記号はTh、転移温度は1.38K。
に対して相転移を確認した後に化合物に
着目してNbCにおいて10ケルビンを超える
転移温度を確認しています。

なお温度の単位K（ケルビン）は、
0Kが絶対零度（−273℃）に対応する温度尺度です。
摂氏温度と同じ幅で目盛られていますが、
「ゼロの位置」だけが異なります。

超伝導とは何か

超伝導とは、ある物質を極低温まで冷却したときに、
電気抵抗が突然ゼロになる現象です。
1911年にオランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オネスが
水銀を冷却する実験の中で発見しました。

通常、電流は金属中を流れる途中で原子と衝突し、
少しずつ熱へと変わります。
そのため電気抵抗が発生し、送電線でも電力の一部は失われます。
しかし超伝導状態では、この抵抗が理論上ゼロとなり、
一度流した電流は外部から電力を与えなくても
長時間流れ続けます。

現在ではMRI（磁気共鳴画像診断装置）や
粒子加速器、大型核融合実験装置、
リニア中央新幹線などにも超伝導技術が利用されています。
強力な磁場を効率よく発生できるため、
現代科学・医療・エネルギー分野を支える重要技術となっています。

しかし1920年代当時は、
「なぜ抵抗が完全になくなるのか」
という理論はまだ分かっていませんでした。
その謎を理解する重要な手掛かりとなったのが、
フリッツ・マイスナーが発見した
マイスナー効果だったのです。

マイスナー効果

1933年、フリッツ・マイスナーは
ローベルト・オクセンフェルトとの共同研究によって、
超伝導体が単に電気抵抗を失うだけではなく、
内部から磁場そのものを排除する
という不思議な現象を発見しました。
現在では
マイスナー＝オクセンフェルト効果
とも呼ばれています。

普通の金属では磁場をかけても磁力線は内部を通過します。
しかし超伝導体を転移温度以下まで冷却すると、
磁力線は内部へ侵入できなくなります。
磁力線が押し出されることで、
超伝導体は完全反磁性という性質を示します。

この現象こそが、
「電気抵抗がゼロである金属」と
「本当の意味での超伝導体」
を区別する決定的な特徴となりました。
磁石の上で超伝導体が浮上する実験は、
このマイスナー効果によって実現しています。
現在でも超伝導研究の最も重要な基本現象として知られています。

よく、超電導の説明で不自然な磁力線の図が見られますが、実際の
計測結果としても通常の磁力線と全く異なる形が現れるのです。

また性質の側面から完全反磁性
とも呼ばれます。磁性を使って超電導現象を特徴
づけているとも言えます。
マイスナーの業績は大きな成果でした。

The name is exactly

Fritz Walther Meißner (Meissner).
He is a physicist born in Berlin, Germany.

After studying Planck at the Technische Universität München, he goes on to study at the Institute of Applied Physics. Meissner had interested in superconductivity . Meissner has confirmed that various supplies will cause metastasis around 1920.
Tantalum ,and chemical symbol is Ta, transition temperature 4.47K.
Niobium ,chemical symbol is Nb, transition temperature is 9.25K.
Titanium , and it’s symbol is Ti, transition temperature is 0.4K.
Thorium ,it’s symbol is Th, transition temperature is 1.38K.
After confirming the phase transition, we focused on the compound and confirmed the transition temperature exceeding 10 Kelvin in NbC.
[As a reminder, Kelvin (K) has a relationship with -273 ° C = 0K and 0 ° C = 273K, which are often used in one unit system.]

Meissner effect

Since then, Meissner has discovered the so-called Meissner effect. This phenomenon is sometimes referred to as the Meissner-Ochsenfeld effect, in conjunction with the name of his collaborator Ochsenfeld.

Often, in the explanation of superconductivity, you can see a figure of an unnatural field line, but even in the actual measurement result, a shape completely different from the normal field line appears.

Some people called completely anti-magnetic because of its nature. It can be said that it uses magnetism to characterize the superconducting phenomenon. It was a big achievement.