核磁気共鳴分光法と超伝導

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核磁気共鳴分光法と超伝導の違い

核磁気共鳴分光法 vs. 超伝導

核磁気共鳴分光法 （かくじききょうめいぶんこうほう、nuclear magnetic resonance spectroscopy）は、核磁気共鳴（NMR）を用いて分子の構造や運動状態などの性質を調べる分析方法である。NMR関連の文書では水素原子核の意味でプロトンという言葉がよく使われ、本記事でも多用されている。. 超伝導（ちょうでんどう、superconductivity）とは、特定の金属や化合物などの物質を非常に低い温度へ冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる現象。「超電導」と表記されることもある。1911年、オランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オンネスにより発見された。この現象と同時に、マイスナー効果により外部からの磁力線が遮断されることから、電気抵抗の測定によらなくとも、超伝導状態が判別できる。この現象が現れるときの温度は超伝導転移温度と呼ばれ、この温度を室温程度に上昇させること（室温超伝導）は、現代物理学の重要な研究目標の一つ。.

ニオブ

ニオブ（niobium Niob ）は原子番号41の元素。元素記号は Nb。バナジウム族元素の1つ。.

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高温超伝導

温超伝導（こうおんちょうでんどう、high-temperature superconductivity）とは、高い転移温度 で起こる超伝導である。.

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超伝導電磁石

宮崎実験線で使用されていたMLU 001の超伝導電磁石，超伝導現象を作り出す為に上部に液体ヘリウムタンクが設置されている 超伝導電磁石（ちょうでんどうでんじしゃく、superconducting magnet、SC magnet）とは、超伝導体を用いた電磁石のことである。超伝導体は電気抵抗がなく発熱の問題もないので、通常の電磁石よりも強力な磁力を発生させることができる。核磁気共鳴分光法（NMR）、核磁気共鳴画像法 (MRI) ですでに実用化されており、もっとも超伝導現象を一般的に用いているものである。今後は磁気浮上式鉄道での実用が期待されている。超伝導磁石と書かれることもあり、工学分野では超電導電磁石（超電導磁石）とも書かれる。.

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超流動

超流動（英語：superfluidity）とは、極低温において液体ヘリウムの流動性が高まり、容器の壁面をつたって外へ溢れ出たり、原子一個が通れる程度の隙間に浸透したりする現象で、量子効果が巨視的に現れたものである。1937年、ヘリウム4が超流動性を示すことをピョートル・カピッツァが発見した。.

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臨界磁場

臨界磁場（りんかいじば、Hc）とは、超伝導状態を破壊してしまう磁場の値のこと。外部からの磁場が臨界磁場より強くなければ、超伝導体はマイスナー効果により磁場を排除するが、磁場が臨界磁場を超えると超伝導状態ではなくなってしまう。磁場の反応の違いから超伝導体には第一種超伝導体と第二種超伝導体の二種類がある。第二種超伝導体はHc1とHc2の2つの臨界磁場を持つ。これからは以下の項目で述べる。.

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電気抵抗

電気抵抗（でんきていこう、レジスタンス、electrical resistance）は、電流の流れにくさのことである。電気抵抗の国際単位系 (SI) における単位はオーム（記号：Ω）である。また、その逆数はコンダクタンス と呼ばれ、電流の流れやすさを表す。コンダクタンスのSIにおける単位はジーメンス（記号：S）である。.

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核磁気共鳴

核磁気共鳴（かくじききょうめい、nuclear magnetic resonance、NMR） は外部静磁場に置かれた原子核が固有の周波数の電磁波と相互作用する現象である。.

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核磁気共鳴画像法

頭部のMRI（T1）画像 頭の頂部から下へ向けて連続撮影し、動画化したもの 核磁気共鳴画像法（かくじききょうめいがぞうほう、, MRI）とは、核磁気共鳴（, NMR）現象を利用して生体内の内部の情報を画像にする方法である。磁気共鳴映像法とも。.

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液体ヘリウム

容器の中の液体ヘリウム ヘリウムは、-269 ℃(約4 K)という極低温で液体として存在する。ヘリウムの安定な同位体には大多数を占めるヘリウム4と非常に希少なヘリウム3の2種類しかないが、沸点や臨界点は、同位体によって異なる。1気圧、沸点でのヘリウム4の密度は、約125 g/lである。 物性研究においても特に超伝導体や高磁場を発生する電磁石の冷却のために寒剤として多用される。このため規模の大きい大学や研究機関では、利便性の向上やコスト低減のために利用後の気化したヘリウムの回収配管とともに液化装置を所有していることが多い。.

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液体窒素

液体窒素（えきたいちっそ、liquid nitrogen）は、冷却された窒素の液体である。液化窒素とも呼ばれ液化空気の分留により工業的に大量に製造される。純粋な窒素が液相状態になったものである（液体の密度は三重点で0.807 g/mL）。.

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