マイスナー効果（読み）マイスナーこうか（英語表記）Meissner effect

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

マイスナー効果
マイスナーこうか
Meissner effect

超伝導の磁気的性質を特徴づける現象。超伝導体を弱い磁場中で冷却してゆくとき，超伝導転移温度 (臨界温度) 以下では磁束が超伝導体の外へ追出されて完全反磁性になる性質をマイスナー効果という。 1933年 W.マイスナーと R.オクセンフェルトによって発見された。超伝導を特徴づける完全電気伝導性のみでは，この効果を説明できない。超伝導体に磁場をかけると，加えた磁場をちょうど打消すように超伝導電流が表面を流れる。この表面電流が流れる層の厚みと同じ程度に磁束が超伝導体にしみこむ。この層の厚みを浸入長という。浸入長は絶対零度では数十 nmであるが，温度とともに増大し，転移温度に近づくに従って長くなる。磁場を強くすると，超伝導状態は破壊される。図に超伝導の磁化を磁場の関数として示す。ニオブとバナジウム以外の純粋物質の超伝導体を第一種超伝導体といい，臨界磁場 H_C までマイスナー効果を示し，H_C で常伝導状態に一次転移する。ニオブ，バナジウム，および他の合金や化合物の超伝導体を第二種超伝導体という。下部臨界磁場 H_C1 まではマイスナー領域であるが，H_C1 をこえると磁束が磁束量子として超伝導体に入る。上部臨界磁場 H_C2 までの間を混合状態という。混合状態は H_C2 で常伝導状態へ二次転移する。 H_C は物質により異なるが，大きなもので 10^-2 T程度である。適当な合金や化合物の第二種超伝導体では H_C2 が非常に大きいので，超伝導磁石などに利用される。

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日本大百科全書(ニッポニカ)

マイスナー効果
まいすなーこうか
Meissner effect

超伝導体に臨界磁場未満の磁場をかけておき、徐々に温度を下げて超伝導相転移温度になったときに超伝導体内の磁場が超伝導体外に排除される現象。マイスナーWalther Meissner（1882―1974）とオクセンフェルトRobert Ochsenfeld（1901―1993）により1933年に発見され、マイスナー‐オクセンフェルト効果または完全反磁性ともよばれる。超伝導体であるためには、電気抵抗がゼロである（完全導電性）とともに、このマイスナー効果が必要条件とされる。

　外部磁場がない状態で物質を冷却して超伝導状態になってから、外部磁場を加えると内部磁場は電磁誘導により外部磁場を打ち消すようになり、超伝導体内には磁場がない状態になる。しかしマイスナー効果は外部磁場の変化がなくても生じるため、電磁誘導では説明のつかない超伝導特有の現象である。

［山本将史　2022年7月21日］

[参照項目] | 超伝導 | 電磁誘導

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