2020-10-15 12:33 |
Физики целое столетие мечтали получить материал, который является сверхпроводником при комнатной температуре. Теперь эта цель достигнута. Ожидает ли нас революция в технологиях?
Впервые в истории физики получили материал, который является сверхпроводником при комнатной температуре. К этой цели наука шла больше века. Вещества с нулевым электрическим сопротивлением могут произвести революцию в технологиях, будь то передача энергии без потерь, транспорт на магнитной подушке или новая сверхбыстрая электроника. Расскажем, стоит ли ждать удивительных изменений уже сейчас.
В сверхпроводящем состоянии электрическое сопротивление вещества становится строго равным нулю. Между тем передача энергии без потерь – мечта любого инженера.
Проблема лишь в том, что обычно сверхпроводимость появляется лишь при очень низких температурах.
Используемые сегодня сверхпроводники приходится охлаждать жидким азотом. Понятно, что в такой "холодильник" не спрячешь целую линию электропередач. Его не встроишь и в карманное устройство. Да и вообще подобное охлаждение настолько дорого, что сверхпроводимость используется лишь там, где без неё не обойтись. В основном это создание сверхсильных электромагнитов (например, в аппаратах для МРТ).
На этом снимке магнит парит над сверхпроводником, охлаждаемым жидким азотом. Сверхпроводимость при комнатной температуре позволит поднимать так целые поезда.
Фото University of Rochester/J. Adam Fenster.
Чтобы революция в технологиях состоялась, нужно вещество, которое остаётся сверхпроводником при комнатной температуре. И теперь физики впервые получили такой материал.
Отметим, сверхпроводимость при комнатной температуре давно была теоретически предсказана для твёрдого водорода. Однако этот газ отвердевает при настолько высоких давлениях, что получить его – задача на грани возможного.
Авторы задались целью создать материал, который имел бы некоторые свойства твёрдого водорода, в том числе и "комнатную" сверхпроводимость, но существовал при более низких давлениях (хотя, возможно, всё равно очень высоких по бытовым меркам).
В качестве исходных компонентов учёные взяли дешёвые простые вещества: углерод и серу. Смешав их в пропорции 1:1 (по числу атомов), физики измельчили материал до частиц размером в несколько микрометров. Затем к смеси был добавлен газообразный водород.
Полученная система H – C – S была подвергнута давлению "всего" в 2,6 миллиона атмосфер с помощью алмазных наковален. Кроме того, в течение нескольких часов она подвергалась лазерному облучению через прозрачные алмазы. В результате смесь превратилась в принципиально новый материал (правда, он был получен в объёме всего лишь триллионных долей литра). Это вещество оставалось сверхпроводящим даже при температуре 15 градусов Цельсия.
Таким образом, впервые в истории науки была получена сверхпроводимость при комнатной температуре. Предыдущий рекорд, полученный в прошлом году, составлял -23 °C (тоже при давлениях в миллионы атмосфер).
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature.
Авторы надеются, что дальнейшие эксперименты помогут подобрать состав, остающийся сверхпроводящим не только при комнатной температуре, но и при более или менее разумном давлении. Только тогда сверхпроводниковая революция может стать реальностью.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, что сверхпроводящего состояния при комнатной температуре можно достичь с помощью лазера.
Подробнее читайте на vesti.ru ...
