13.12.2018

Ученые установили новый рекорд высокотемпературной сверхпроводимости

Работу возглавил Михаил Еремец, физик из Института химии Макса Планка (Германия), который в 2014 году установил предыдущий рекорд высокотемпературной сверхпроводимости на уровне 203 Кельвинов (минус 70° С).

Немецкие ученые утверждают, что достигли нового рубежа сверхпроводимости. Согласно их статье, они добились течения электрического тока без сопротивления при самой высокой температуре: всего 250 Кельвинов, или минус 23° С. Несмотря на то что сверхпроводящий материал команды еще не проверен, шансы на обновление результата достаточно велики. Исследование доступно на сайте arxiv.org.

Сверхпроводимость, впервые обнаруженная в 1911 году, вызывает большой интерес среди ученых. Обычно поток электрического тока сталкивается с определенной степенью сопротивления – подобно тому, как сопротивление воздуха создает помехи движущемуся объекту. Чем выше проводимость материала, тем меньше электрическое сопротивление, следовательно, ток может течь более свободно. Однако при низких температурах в некоторых материалах происходит нечто странное. Сопротивление снижается до нуля, и ток течет беспрепятственно. Возникает эффект Мейснера – полное вытеснение магнитного поля из объема проводника, – и материал переходит в сверхпроводящее состояние.

Достижение сверхпроводимости при комнатной температуре, то есть выше нуля градусов по Цельсию, считается главной целью для ученых, ведь такой результат произвел бы революцию в электрической эффективности, значительно улучшив электрические сети, высокоскоростную передачу данных и электродвигатели. Над этим работают многие лаборатории по всему миру, время от времени они сообщают об успешных результатах, которые затем, однако, не проходят тесты на воспроизводимость.

Еремец с коллегами достигли предыдущего рекорда по высокотемпературной сверхпроводимости, используя сероводород. В новом исследовании использовался другой материал - гидрид лантана (LaH10), - находящийся под давлением около 170 гигапаскалей, что сравнимо с условиями в центре земного ядра. Сверхпроводимости смогли достичь в проводнике длиной всего в несколько микрометров. В этом году команда сообщала, что достигла сверхпроводимости при использовании этого материала при 215 Кельвинов (минус 58,15° C, минус 72° F), и теперь, всего через несколько месяцев, они улучшили этот результат.

Новая температура в 250 Кельвинов, или минус 23° C, составляет почти половину средней зимней температуры на Северном полюсе (минус 40° C).

Автор технологии говорит, что открытие можно рассматривать в качестве триумфа науки хотя бы потому, что свойства материала были сначала предсказаны при помощи компьютерного моделирования, а уже затем проверены экспериментально.

«Этот скачок на 50 Кельвинов, по сравнению с предыдущим критическим значением температуры, указывает на реальную возможность достижения сверхпроводимости при комнатной температуре (то есть при 273 Кельвинах) в ближайшем будущем", – уверены авторы работы.

Существует три теста, которые считаются золотым стандартом для сверхпроводимости – из них команда пока достигла только двух: падение сопротивления ниже критического температурного порога и замена элементов в материале более тяжелыми изотопами для наблюдения соответствующего падения температуры сверхпроводимости. Третий – это эффект Мейснера, и ученые пока не наблюдала этого явления, так как их материал имеет диаметр всего несколько миллиметров и расположен внутри алмазной капсулы под высоким давлением. Однако переход к сверхпроводимости оказал влияние и на внешнее магнитное поле, что, хоть пока и не может считаться подтверждением эффекта, тем не менее выглядит достаточно многообещающе.

Источники:

1. naked-science.ru
2. planet-today.ru