Физики установили новый рекорд в области высокотемпературной сверхпроводимости
22.12.2018 811 0
Группа ученых-физиков из Германии установила новый рекорд в области высокотемпературной сверхпроводимости.
Согласно опубликованному ими отчету, созданный ими материал начинает проводить электрический ток без сопротивления уже при температуре в 250 Кельвинов (-23 градуса Цельсия). Данная работа была проведена под руководством Михаила Еремеца (Mikhail Eremets), физика из Института химии Макса Планка, на счету которого находится предыдущий подобный рекорд в 203 Кольвина (-70 градусов Цельсия), установленный в 2014 году.
Сверхпроводимость, явление, обнаруженное в 1911 году, заключается в том, что материалы, имеющие ненулевое электрическое сопротивление, теряют его при охлаждении ниже некоей критической температуры. По материалу, находящемуся в состоянии сверхпроводимости, электрический ток течет совершенно свободно, что исключает потери энергии на преодоление сопротивления материала. Далеко не все материалы становятся сверхпроводниками даже при самом глубоком охлаждении. В сверхпроводящих материалах имеет место быть так называемый эффект Мейснера - полное вытеснение магнитных полей из всего объема проводника.
Основной целью, к которой сейчас стремятся ученые, является поиск материалов, которые становятся сверхпроводниками при температурах выше 0 градусов Цельсия. Если эта цель будет достигнута, это произведет революцию в областях энергетики, в электродвигателях, в беспроводной передаче энергии и данных. За последние годы в этом направлении было сделано очень многое. Время от времени различные группы ученых сообщают об достигнутых ими успехах, но, как правило, созданные материалы не проходят испытания на повторяемость и воспроизводимость их свойств.
Группе Михаила Еремеца удалось установить новый рекорд за счет ранних экспериментов с сульфида водорода (сероводородом), газом, который придает тухлым яйцам их характерный запах. Во время экспериментов сероводород был сжат до давления в 150 ГПа, для сравнения, давление в центре ядра Земли находится в пределах от 330 до 360 ГПа. Так как молекулы сероводорода достаточно легки, они могут колебаться с более высокими частотами, чем молекулы более тяжелых соединений. Эти и объясняется более высокотемпературная сверхпроводимость этого газообразного материала. А высокое давление необходимо для повышения плотности сероводорода, и это препятствует увеличению амплитуды колебаний каждой отдельной молекулы газообразного материала.
Эксперименты с сероводородом дали ученым знания, которые они применили в следующих эксперимента, а предметом более поздних экспериментов стал гидрид лантана, находящийся под давлением около 170 ГПа. В начале этого года при помощи гидрида лантана ученые получили явление сверхпроводимости при температуре в 215 Кельвинов, а спустя всего несколько месяцев им удалось повысить критическую температуру до нынешних 250 Кельвинов.
Согласно опубликованному ими отчету, созданный ими материал начинает проводить электрический ток без сопротивления уже при температуре в 250 Кельвинов (-23 градуса Цельсия). Данная работа была проведена под руководством Михаила Еремеца (Mikhail Eremets), физика из Института химии Макса Планка, на счету которого находится предыдущий подобный рекорд в 203 Кольвина (-70 градусов Цельсия), установленный в 2014 году.
Сверхпроводимость, явление, обнаруженное в 1911 году, заключается в том, что материалы, имеющие ненулевое электрическое сопротивление, теряют его при охлаждении ниже некоей критической температуры. По материалу, находящемуся в состоянии сверхпроводимости, электрический ток течет совершенно свободно, что исключает потери энергии на преодоление сопротивления материала. Далеко не все материалы становятся сверхпроводниками даже при самом глубоком охлаждении. В сверхпроводящих материалах имеет место быть так называемый эффект Мейснера - полное вытеснение магнитных полей из всего объема проводника.
Основной целью, к которой сейчас стремятся ученые, является поиск материалов, которые становятся сверхпроводниками при температурах выше 0 градусов Цельсия. Если эта цель будет достигнута, это произведет революцию в областях энергетики, в электродвигателях, в беспроводной передаче энергии и данных. За последние годы в этом направлении было сделано очень многое. Время от времени различные группы ученых сообщают об достигнутых ими успехах, но, как правило, созданные материалы не проходят испытания на повторяемость и воспроизводимость их свойств.
Группе Михаила Еремеца удалось установить новый рекорд за счет ранних экспериментов с сульфида водорода (сероводородом), газом, который придает тухлым яйцам их характерный запах. Во время экспериментов сероводород был сжат до давления в 150 ГПа, для сравнения, давление в центре ядра Земли находится в пределах от 330 до 360 ГПа. Так как молекулы сероводорода достаточно легки, они могут колебаться с более высокими частотами, чем молекулы более тяжелых соединений. Эти и объясняется более высокотемпературная сверхпроводимость этого газообразного материала. А высокое давление необходимо для повышения плотности сероводорода, и это препятствует увеличению амплитуды колебаний каждой отдельной молекулы газообразного материала.
Эксперименты с сероводородом дали ученым знания, которые они применили в следующих эксперимента, а предметом более поздних экспериментов стал гидрид лантана, находящийся под давлением около 170 ГПа. В начале этого года при помощи гидрида лантана ученые получили явление сверхпроводимости при температуре в 215 Кельвинов, а спустя всего несколько месяцев им удалось повысить критическую температуру до нынешних 250 Кельвинов.
"Этот скачек сразу на 50 градусов указывает на возможность получения сверхпроводимости при комнатной температуре" - пишут исследователи, - "Естественно, что сначала это будет достигнуто при высоком давлении, а все последующие эксперименты будут уже направлены на снижение давления. И, мы надеемся, что в конце концов мы получим материал, который будет являться сверхпроводником при комнатной температуре и при нормальном атмосферном давлении".
| Читайте также |
| Комментарии (0) |