Наконец-то найден первый сверхпроводник при комнатной температуре

Соединение проводит электричество без сопротивления до 15° C, но только под высоким давлением.

После более чем 100 лет ожидания ученые сообщили об открытии первого сверхпроводника, работающего при комнатной температуре.

Разрушен символический барьер для сверхпроводников

Открытие вызывает мечты о футуристических технологиях, способных изменить облик электроники и транспорта. Сверхпроводники передают электричество без сопротивления, позволяя току течь без потерь энергии. Но все ранее открытые сверхпроводники должны быть охлаждены, многие из них до очень низких температур, что делает их непрактичными для большинства применений.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Сейчас ученые нашли первый сверхпроводник, который работает при комнатной температуре - по крайней мере, в достаточно прохладном помещении. Материал является сверхпроводящим при температуре около 15°С, как сообщает физик Ранга Диас из Университета Рочестера в Нью-Йорке и его коллеги 14 октября в журнале "Nature".

Результаты команды "не что иное, как красота", говорит химик материаловед Рассел Хемли из Университета Иллинойса в Чикаго, который не был вовлечен в исследования.

Однако сверхпроводящие суперспособности нового материала появляются только при чрезвычайно высоком давлении, что ограничивает его практическую полезность.

 Диас и коллеги сформировали сверхпроводник путем сдавливания углерода, водорода и серы между наконечниками двух алмазов и ударов лазерным светом по материалу, чтобы вызвать химические реакции. При давлении, примерно в 2,6 миллиона раз превышающем давление земной атмосферы, и температурах около 15° C электрическое сопротивление исчезло.

Одного этого было недостаточно, чтобы убедить Диаса. "Я не поверил в это в первый раз", - говорит он. Поэтому команда исследовала дополнительные образцы материала и исследовала его магнитные свойства.

Известно столкновение сверхпроводников и магнитных полей - сильные магнитные поля подавляют сверхпроводимость. Конечно, когда материал помещают в магнитное поле, необходимы более низкие температуры, чтобы сделать его сверхпроводящим. Команда также применила к материалу колебательное магнитное поле и показала, что, когда материал стал сверхпроводником, оно изгнало это магнитное поле из своей внутренней части, еще один признак сверхпроводимости.

Ученые не смогли определить точный состав материала и расположение его атомов, что затрудняло объяснение того, как он может быть сверхпроводящим при таких относительно высоких температурах. Дальнейшая работа будет сосредоточена на более полном описании материала, говорит Диас.

Когда в 1911 году была открыта сверхпроводимость, она была обнаружена только при температурах, близких к абсолютному нулю (-273,15°С). Но с тех пор исследователи неуклонно открывают материалы, которые проводят сверхпроводимость при более высоких температурах. В последние годы ученые ускорили этот прогресс, сосредоточившись на материалах, богатых водородом, при высоком давлении.

В 2015 году физик Михаил Эремец из Института химии им. Макса Планка в Майнце (Германия) и его коллеги сжали водород и серу для создания сверхпроводника при температурах до -70°С. Несколько лет спустя две группы, одна из которых возглавлялась Эремецом, а другая с участием Хемли и физика Мэддури Сомаязулу, изучали соединение лантана и водорода под высоким давлением. Обе группы обнаружили свидетельства сверхпроводимости при еще более высоких температурах -23° C и -13° C, соответственно, а в некоторых образцах, вероятно, и до 7° C.

Открытие сверхпроводника, работающего при комнатной температуре, не стало сюрпризом. "Очевидно, что мы к этому стремились", - говорит химик-теоретик Ева Цурек из Университета в Баффало (Нью-Йорк), которая не занималась исследованиями. Но разрушение символического барьера комнатной температуры - это "действительно большое дело".

Если бы комнатный сверхпроводник можно было использовать при атмосферном давлении, он мог бы сэкономить огромное количество энергии, потерянной на сопротивление в электрической сети". И он мог бы улучшить современные технологии, от МРТ-машин до квантовых компьютеров и магнитолевитационных поездов. Диас предполагает, что человечество может стать "сверхпроводящим обществом". 

Но до сих пор ученые создали лишь крошечные частички материала при высоком давлении, поэтому до практического применения еще далеко.

Тем не менее, "температура больше не является пределом", - говорит Сомаязулу из Аргонской национальной лаборатории в Лемоне, штат Иллинойс, который не участвовал в новых исследованиях. Вместо этого у физиков появилась новая цель: создать сверхпроводник комнатной температуры, который будет работать, даже без необходимости сжимать его, - говорит Сомаязулу. "Это следующий большой шаг, который мы должны сделать". опубликовано econet.ru по материалам sciencenews.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet