#import "@preview/codelst:2.0.0": sourcecode
= 3. 実験結果

== 3.1. 電気抵抗測定

  まず、室温（$298$ K）でのPb-Inの寸法測定、抵抗測定の結果を@tab:pb-in に示す。次に、YBCOの寸法測定、抵抗測定の結果を@tab:ybco に示す。

  #figure(
  caption: [Pb-Inの寸法測定、抵抗測定の結果],
  table(
  columns: 7,
  stroke: (none),
  table.hline(),
  table.header(
  [$L$ /mm], [$t$ /mm], [$w$ /mm], [$V$ /mV], [$I$ /mA], [$R$ /m$ohm$], [$rho$ /$ohm$ $dot$ m],
  ),
  table.hline(),
  [1.50], [0.10], [2.40], [0.201], [100], [$2.01$], [$3.22 times 10^(-7)$],
  table.hline(),
  )
  ) <tab:pb-in>

  #figure(
  caption: [YBCOの寸法測定、抵抗測定の結果],
  table(
  columns: 7,
  stroke: (none),
  table.hline(),
  table.header(
  [$L$ /mm], [$t$ /mm], [$w$ /mm], [$V$ /mV], [$I$ /mA], [$R$ /m$ohm$], [$rho$ /$ohm$ $dot$ m],
  ),
  table.hline(),
  [1.20], [0.80], [3.15], [0.182], [20.0], [$9.1$], [$1.91 times 10^(-5)$],
  table.hline(),
  )
  ) <tab:ybco>

  次に、室温以外での抵抗測定について、与えられたデータから求めたPb-In、YBCOにおける温度と低効率の値を@tab:resistance に示す。ここで、温度の換算方法については、熱電対の起電力の小数第2位までの値だけだと、起電力の値は異なるが温度の値が同じになる場合があったため、小数第3位までの値と、小数第2位まで見た時の温度とその隣の温度の差から、温度を換算した。そして、@tab:pb-in 、@tab:ybco 、@tab:resistance から、Pb-In、YBCOそれぞれの温度と抵抗率の値をプロットし、そのグラフからゼロ抵抗の特性を確認した。その結果を@fig:pbin 、@fig:ybco に示す。

  #figure(
  caption: [室温以外での抵抗測定におけるPb-In、YBCOそれぞれの温度と抵抗率の値],
  table(
  columns: 4,
  stroke: (none),
  table.hline(),
  table.header(
  table.cell(colspan: 2, [Pb-In]), table.cell(colspan: 2, [YBCO]),
  ),
  [温度 /K], [抵抗率 /$ohm$ $dot$ m], [温度 /K],[抵抗率 /$ohm$ $dot$ m],
  table.hline(),
  [$78.7$], [$2.82 times 10^(-7)$], [$177.6$], [$3.00 times 10^(-5)$],
  [$69$], [$2.73 times 10^(-7)$], [$172$], [$2.96 times 10^(-5)$],
  [$59$], [$2.62 times 10^(-7)$], [$167.8$], [$2.95 times 10^(-5)$],
  [$48$], [$2.53 times 10^(-7)$], [$164.3$], [$2.91 times 10^(-5)$],
  [$38.8$], [$2.50 times 10^(-7)$], [$153.4$], [$2.86 times 10^(-5)$],
  [$26.3$], [$2.45 times 10^(-7)$], [$141.1$], [$2.78 times 10^(-5)$],
  [$15$], [$2.45 times 10^(-7)$], [$113.3$], [$2.65 times 10^(-5)$],
  [$8.6$], [$2.38 times 10^(-7)$], [$90.6$], [$2.53 times 10^(-5)$],
  [$8.4$], [$2.36 times 10^(-7)$], [$77.6$], [$2.36 times 10^(-5)$],
  [$7.1$], [$5.46 times 10^(-8)$], [$66$], [$2.23 times 10^(-5)$],
  [$7.1$], [$3.87 times 10^(-9)$], [$60.5$], [$2.18 times 10^(-5)$],
  [$6.4$], [$2.82 times 10^(-9)$], [$55.5$], [$2.09 times 10^(-5)$],
  [$6.4$], [$2.46 times 10^(-9)$], [$43.9$], [$0$],
  [$5.7$], [$2.64 times 10^(-9)$], [$37.7$], [$0$],
  [$5.2$], [$2.99 times 10^(-9)$], [$30.9$], [$2.52 times 10^(-7)$],
  [$4.8$], [$2.82 times 10^(-9)$], [$29.3$], [$1.26 times 10^(-7)$],
  [$4.4$], [$2.82 times 10^(-9)$], [$23$], [$1.26 times 10^(-7)$],
  [$4.3$], [$3.17 times 10^(-9)$], [$12.9$], [$1.26 times 10^(-7)$],
  [$4.2$], [$3.17 times 10^(-9)$], [$4.2$], [$1.26 times 10^(-7)$],
  table.hline(),
  )
  ) <tab:resistance>

  #figure(
  image("../figs/pbin.png", width: 90%),
  caption: [Pb-Inの温度と抵抗率の値],
  ) <fig:pbin>
  
  #figure(
  image("../figs/ybco.png", width: 90%),
  caption: [YBCOの温度と抵抗率の値],
  ) <fig:ybco>



== 3.2. 超伝導体と磁石の相互作用

  まず、零磁場冷却における、磁石とYBCOの距離に対する磁石にかかる力の関係を@tab:zero_field に示す。そして、@tab:zero_field から、距離と磁石にかかる力の関係をプロットした結果を@fig:zero_field に示す。
  
  #figure(
  caption: [零磁場冷却における、磁石とYBCOの距離に対する磁石にかかる力の関係],
  table(
  columns: 6,
  stroke: (none),
  table.hline(),
  table.header(
  table.cell(colspan: 2, [近づける向き（1回目）]), table.cell(colspan: 2, [遠ざける向き（1回目）]), table.cell(colspan: 2, [近づける向き（2回目）])
  ),
  table.hline(),
  [距離 /cm], [力 /N], [距離 /cm], [力 /N], [距離 /cm], [力 /N],
  table.hline(),
  [$11.8$], [$0$], [$0.1$], [$0.499$], [$10.05$], [$0$],
  [$10.8$], [$0$], [$0.2$], [$0.365$], [$9.05$], [$0$],
  [$9.8$], [$0$], [$0.3$], [$0.261$], [$8.05$], [$0$],
  [$8.8$], [$0$], [$0.4$], [$0.208$], [$7.05$], [$0$],
  [$7.8$], [$0$], [$0.5$], [$0.154$], [$6.05$], [$-9.80 times 10^(-4)$],
  [$6.8$], [$0$], [$0.6$], [$0.120$], [$5.05$], [$-1.96 times 10^(-3)$],
  [$5.8$], [$0$], [$0.7$], [$8.92 times 10^(-2)$], [$4.05$], [$-2.94 times 10^(-3)$],
  [$4.8$], [$9.80 times 10^(-4)$], [$0.8$], [$6.47 times 10^(-2)$], [$3.05$], [$-3.92 times 10^(-3)$],
  [$4.3$], [$1.96 times 10^(-3)$], [$0.9$], [$5.19 times 10^(-2)$], [$2.55$], [$-2.94 times 10^(-3)$],
  [$3.8$], [$2.94 times 10^(-3)$], [$1$], [$3.43 times 10^(-2)$], [$2.05$], [$3.92 times 10^(-3)$],
  [$3.3$], [$6.86 times 10^(-3)$], [$1.5$], [$9.80 times 10^(-4)$], [$1.55$], [$2.25 times 10^(-2)$],
  [$2.8$], [$1.27 times 10^(-2)$], [$2$], [$-6.86 times 10^(-3)$], [$1.05$], [$7.94 times 10^(-2)$],
  [$2.3$], [$2.45 times 10^(-2)$], [$2.5$], [$-8.82 times 10^(-3)$], [$0.95$], [$9.41 times 10^(-2)$],
  [$1.8$], [$5.00 times 10^(-2)$], [$3$], [$-7.84 times 10^(-3)$], [$0.85$], [$0.122$],
  [$1.3$], [$0.102$], [$4$], [$-4.90 times 10^(-3)$], [$0.75$], [$0.153$],
  [$0.8$], [$0.219$], [$5$], [$-2.94 times 10^(-3)$], [$0.65$], [$0.182$],
  [$0.7$], [$0.256$], [$6$], [$-9.80 times 10^(-4)$], [$0.55$], [$0.230$],
  [$0.6$], [$0.299$], [$7$], [$-9.80 times 10^(-4)$], [$0.45$], [$0.286$],
  [$0.5$], [$0.349$], [$8$], [$0$], [$0.35$], [$0.347$],
  [$0.4$], [$0.397$], [$9$], [$0$], [$0.25$], [$0.436$],
  [$0.3$], [$0.483$], [$10$], [$0$], [$0.15$], [$0.540$],
  [$0.2$], [$0.553$], [], [], [$0.05$], [$0.651$],
  [$0.1$], [$0.630$], [], [], [], [],
  [$0$], [$0.745$], [], [], [], [],
  table.hline(),
  )
  ) <tab:zero_field>

  #figure(
  image("../figs/zero-field.png", width: 90%),
  caption: [零磁場冷却における、磁石とYBCOの距離に対する磁石にかかる力の関係],
  ) <fig:zero_field>


  次に、磁場中冷却における、磁石とYBCOの距離に対する磁石にかかる力の関係を@tab:magnetic_field に示す。そして、@tab:magnetic_field から、距離と磁石にかかる力の関係をプロットした結果を@fig:magnetic_field に示す。

  #figure(
  caption: [磁場中冷却における、磁石とYBCOの距離に対する磁石にかかる力の関係],
  table(
  columns: 6,
  stroke: (none),
  table.hline(),
  table.header(
  table.cell(colspan: 2, [遠ざける向き（1回目）]), table.cell(colspan: 2, [近づける向き（1回目）]), table.cell(colspan: 2, [遠ざける向き（2回目）])
  ),
  table.hline(),
  [距離 /cm], [力 /N], [距離 /cm], [力 /N], [距離 /cm], [力 /N],
  table.hline(),
  [$0$], [$1.18 times 10^(-2)$], [$10$], [$0$], [$0$], [$0.204$],
  [$0.1$], [$-0.112$], [$9$], [$0$], [$0.1$], [$1.57 times 10^(-2)$],
  [$0.2$], [$-0.184$], [$8$], [$-9.80 times 10^(-4)$], [$0.2$], [$-7.94 times 10^(-2)$],
  [$0.3$], [$-0.220$], [$7$], [$-1.96 times 10^(-3)$], [$0.3$], [$-0.128$],
  [$0.4$], [$-0.240$], [$6$], [$-4.90 times 10^(-3)$], [$0.4$], [$-0.164$],
  [$0.5$], [$-0.245$], [$5$], [$-9.80 times 10^(-3)$], [$0.5$], [$-0.184$],
  [$0.6$], [$-0.243$], [$4$], [$-1.96 times 10^(-2)$], [$0.6$], [$-0.191$],
  [$0.7$], [$-0.236$], [$3$], [$-3.82 times 10^(-2)$], [$0.7$], [$-0.194$],
  [$0.8$], [$-0.225$], [$2.5$], [$-5.49 times 10^(-2)$], [$0.8$], [$-0.190$],
  [$0.9$], [$-0.216$], [$2$], [$-7.64 times 10^(-2)$], [$0.9$], [$-0.185$],
  [$1$], [$-0.200$], [$1.5$], [$-0.123$], [$1$], [$-0.176$],
  [$1.5$], [$-0.140$], [$1$], [$-0.123$], [$1.5$], [$-0.128$],
  [$2$], [$-9.31 times 10^(-2)$], [$0.9$], [$-0.123$], [$2$], [$-8.82 times 10^(-2)$],
  [$2.5$], [$-6.37 times 10^(-2)$], [$0.8$], [$-0.120$], [$2.5$], [$-6.08 times 10^(-2)$],
  [$3$], [$-4.41 times 10^(-2)$], [$0.7$], [$-0.115$], [$3$], [$-4.21 times 10^(-2)$],
  [$4$], [$-2.16 times 10^(-2)$], [$0.6$], [$-0.101$], [$4$], [$-2.06 times 10^(-2)$],
  [$5$], [$-1.08 times 10^(-2)$], [$0.5$], [$-8.23 times 10^(-2)$], [$5$], [$-9.80 times 10^(-3)$],
  [$6$], [$-5.88 times 10^(-3)$], [$0.4$], [$-5.19 times 10^(-2)$], [$6$], [$-4.90 times 10^(-3)$],
  [$7$], [$-2.94 times 10^(-3)$], [$0.3$], [$-1.76 times 10^(-2)$], [$7$], [$-1.96 times 10^(-3)$],
  [$8$], [$-1.96 times 10^(-3)$], [$0.2$], [$2.94 times 10^(-2)$], [$8$], [$-9.80 times 10^(-4)$],
  [$9$], [$0$], [$0.1$], [$0.116$], [$9$], [$0$],
  [$10$], [$0$], [$0$], [$0.215$], [$10$], [$0$],
  table.hline(),
  )
  ) <tab:magnetic_field>


  #figure(
  image("../figs/In_field.png", width: 90%),
  caption: [磁場中冷却における、磁石とYBCOの距離に対する磁石にかかる力の関係],
  ) <fig:magnetic_field>

== 3.3. 磁場上での超伝導体の運動

  まず、零磁場冷却をしたYBCOをレールに乗せると、YBCOはレール上を浮遊した。そして、ある程度の力でYBCOを押してみると、YBCOは押された方向に動いた。この時、YBCOはレール上を滑り、レールから外れることはなかった。しかし、ある一定の力を超えた力で押してみると、YBCOはレールから外れてしまった。次に、磁場中冷却をしたYBCOをレールに乗せると、YBCOはレールに引っ付いていて、持ち上げようとすると、YBCOがレールに引っ付こうとする引力を感じることができた。そして、YBCOがレールに引っ付いている状態でレールを反転させると、YBCOはレールから少し離れた位置で浮遊し、YBCOを押してみると、YBCOは押された方向に動いた。この時、運動の速さは零磁場冷却をした時よりも速く、軽い力でより簡単に動いた。