મૈસનર અસર (Meissner Effect) : અતિવાહક (superconducting) ધાતુને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ક્રાંતિક તાપમાન નીચે અને નિરપેક્ષ શૂન્ય તાપમાનની નજીક ઠંડી પાડવામાં આવે ત્યારે તેના અંતરિયાળમાંથી ચુંબકીય ફ્લક્સનું થતું નિષ્કાસન.
વાલ્ટર મૈસનર (Walther Meissner) અને આર. ઓશેનફેલ્ડે (R. Ochenfeld) 1933માં આ અસર શોધી કાઢી. જ્યારે કલાઈ(tin)ના લાંબા નળાકાર એકલ સ્ફટિકો પાસપાસે રાખીને તેમની આસપાસના ચુંબકીય ક્ષેત્રનું માપન કર્યું ત્યારે 3.72 K તાપમાને પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેમની અંદરથી નિષ્કાસિત થતું જોવા મળ્યું. આ દર્શાવે છે કે અતિવાહકતાના આરંભે તે સંપૂર્ણ પ્રતિચુંબકીય (diamagnetic) બને છે. આ શોધથી એટલું પ્રતીત થયું કે અતિવાહકતા પ્રત્યેનું સંક્રમણ પ્રતિવર્તી છે. આ સાથે ઉષ્માયાંત્રિકી(thermodynamics)ના નિયમો પણ લાગુ પડે છે. અતિવાહકતા સમજવામાં મૈસનર અસર ઘણી મહત્વની સહાય કરે છે. મૈસનર અસરની શોધ અને તેના અભ્યાસ બાદ એફ. લંડન અને એચ. લંડન અતિવાહકતાની પરિઘટનાત્મક વિદ્યુતયાંત્રિકી(phenomenological electrodynamics)નો વિકાસ કરવા પ્રેરાયા.
હકીકતે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સંપૂર્ણપણે નિષ્કાસિત થતું નથી; પણ અતિપાતળા પૃષ્ઠ(સ્તર)માં જ્યાં પ્રવાહનું વહન થાય છે ત્યાં ઘૂસે છે. તે અંદરના ભાગમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર સામે આવરણ તૈયાર કરે છે.
મૈસનર અસર શોધી કાઢવામાં આવી તે પહેલાં એવું માનવામાં આવતું હતું કે વિશિષ્ટ ઉષ્મા (જે પદાર્થનો ઉષ્મીય ગુણધર્મ છે) અને અતિવાહકતાના ચુંબકીય ગુણધર્મો વચ્ચે સરળ સંબંધ છે. આ સંબંધ એટલું તો જરૂર દર્શાવે છે કે ધાતુની સામાન્ય અવસ્થામાંથી અતિવાહકતાની અવસ્થામાં જવાની ઘટના ઉષ્માયાંત્રિકીય સંક્રમણ છે. તે સમયે એવું જાણી શકાયું નહોતું કે અતિવાહકતાની સંક્રમણ અવસ્થામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિષ્કાસિત થાય છે.
મૈસનર અસર શોધાઈ તે પહેલાં એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે જ્યારે અતિવાહકનું ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં એકાએક અનાવરણ કરવામાં આવે ત્યારે ઇલેક્ટ્રૉન જડત્વને કારણે પાતળા પૃષ્ઠસ્તરમાં આવરણ-પ્રવાહ(screening current)નું વહન કરે છે. તે જ રીતે એવું અપેક્ષિત હતું કે પ્રવાહને અતિવાહક સળિયામાં થઈને પસાર કરવામાં આવે તો પાતળા પૃષ્ઠસ્તરમાં જ તેને મર્યાદિત રાખે છે અથવા તો બંધિત કરી રાખે છે. આ અનુમાનથી મૈસનર-શોધની શરૂઆત થઈ.
પાસપાસે રાખેલા બે સમાન સળિયામાં, એકની અંદર અધોદિશામાં અને બીજાની અંદર ઊર્ધ્વ દિશામાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે તો જોઈ શકાય છે કે પ્રવાહ પાતળા પૃષ્ઠસ્તરમાં થઈને વહે છે કે પછી આખા આડછેદમાં એકધારી રીતે વહે છે. શરૂઆતમાં મૈસનરે પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર રદ કર્યું ન હતું, આથી અતિવાહકતાના આરંભે નિષ્કાસિત થતા ચુંબકીય ક્ષેત્રનું અવલોકન શક્ય હતું. ત્યારબાદ તુરત જ મૈસનરે જોયું કે સાથે જ વિદ્યુતપ્રવાહ પાતળા પૃષ્ઠસ્તરમાં થઈને વહે છે.
મર્યાદાઓ : આ પ્રયોગ માટે મૈસનર અને ઓશેનફેલ્ડે બે એકલા સ્ફટિક સળિયા તૈયાર કર્યા. જો તેમણે બિનઘન (noncubic) ધાતુના બહુસ્ફટિકીય નમૂનાનો ઉપયોગ કર્યો હોત તો સંપૂર્ણ પ્રતિચુંબક તેમને જોવા મળ્યું ન હોત. બહુસ્ફટિકીય નમૂનાનું સારી રીતે તાપાનુશીતન (annealing) કરવામાં આવે તોપણ તેને ઓરડાના તાપમાને ઠંડો પાડતાં તેમાં સખત વિકૃતિ પેદા થાય છે; કારણ કે જુદા જુદા સ્ફટિકોનાં ઉષ્મીય સંકોચન જુદાં જુદાં હોય છે. ટૂંકા ઇલેક્ટ્રૉનિક મુક્ત પથવાળા અશુદ્ધ નમૂનાઓમાં આ ઘટના જોવા મળતી નથી. તેનું કારણ એ છે કે અતિવાહક અને સામાન્ય પ્રદેશ વચ્ચેની સીમા સાથે સંકળાયેલી ઊર્જા ઋણ હોય છે.
ગોળ સપાટ તકતીમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેની ભ્રમણાક્ષને સમાંતર હોય તોપણ આ અસર જોવા મળતી નથી.
આશા પ્ર. પટેલ