Рекордный сверхпроводник на тухлятине

Эффект Мейснера («Википедия»)
Эффект Мейс­не­ра («Вики­пе­дия»)

Серо­во­до­род (H2S), зна­ко­мый нам по запа­ху тух­лых яиц, при чрез­вычай­но высо­ком дав­ле­нии в 1,5 млн атмо­сфер (150 ГПа) пре­вра­ща­ет­ся в сверх­про­вод­ник, оста­ю­щий­ся таковым при рекорд­но высо­кой темпера­ту­ре в 203 кель­ви­на (70 °С).

Соот­вет­ству­ю­щая ста­тья груп­пы рос­сий­ских уче­ных под руко­вод­ством Миха­и­ла Ере­ме­ца и Алек­сандра Дроз­до­ва, рабо­та­ю­щих в гер­ман­ском Инсти­ту­те химии Обще­ства Мак­са План­ка в Майн­це, опуб­ли­ко­ва­на 17 авгу­ста 2014 года в жур­на­ле Nature [1]. Ранее, в кон­це 2014 года, той же груп­пе уда­лось достичь тем­пе­ра­ту­ры 190 К [2]. При этом наблю­да­лись клас­си­че­ские при­зна­ки сверх­про­во­ди­мо­сти — нуле­вое элек­три­че­ское сопро­тив­ле­ние и эффект Мейс­не­ра (вытал­ки­ва­ние маг­нит­но­го поля из сверх­про­во­дя­ще­го образ­ца). Под­твер­жде­ния от дру­гих науч­ных групп пока еще ожи­да­ют­ся.

В сопро­во­ди­тель­ной ста­тье Игорь Мазин из Воен­но-мор­ской науч­но-иссле­до­ва­тель­ской лабо­ра­то­рии США в Вашинг­тоне опи­сы­ва­ет это откры­тие в каче­стве воз­мож­но­го «свя­то­го Гра­а­ля высо­ко­тем­пе­ра­тур­ной сверх­про­во­ди­мо­сти», ведь в при­ро­де, в той же Антарк­ти­де, реги­стри­ру­ют­ся и более низ­кие тем­пе­ра­ту­ры (ниже –89 °С).

Тут важ­но еще и то, что уда­лось осво­ить прин­ци­пи­аль­но новый класс сверх­про­вод­ни­ков. По всей види­мо­сти, дру­гие соеди­не­ния водо­ро­да так­же могут стать хоро­ши­ми кан­ди­да­та­ми для высо­ко­тем­пе­ра­тур­ной сверх­про­во­ди­мо­сти (соеди­не­ния водо­ро­да с пла­ти­ной, кали­ем, селе­ном или тел­лу­ром). Так, суще­ству­ют про­гно­зы, что заме­на 7,5% ато­мов серы в серо­во­до­ро­де на фос­фор и повы­ше­ние дав­ле­ния до 2,5 млн атмо­сфер (250 ГПа) может под­нять рекорд сверх­про­вод­ни­ков вплоть до 280 K, что уже замет­но выше точ­ки замер­за­ния воды. Мож­но было бы исполь­зо­вать и чистый водо­род, но в этом слу­чае нуж­ны труд­но­до­ступ­ные 3–4 млн атмо­сфер.

До послед­не­го вре­ме­ни рекор­ды уста­нав­ли­ва­лись с помо­щью более экзо­тич­ных мате­ри­а­лов, таких как медь­со­дер­жа­щие соеди­не­ния, име­ну­е­мые «куп­ра­та­ми» [3]. Таким обра­зом уда­ва­лось достичь 133 К (–140 °C) при атмо­сфер­ном дав­ле­нии и 164 К (–109 °C) при высо­ких дав­ле­ни­ях.

Новая рабо­та вызва­ла нема­лый ажи­о­таж в рядах иссле­до­ва­те­лей высо­ко­тем­пе­ра­тур­ной сверх­про­во­ди­мо­сти. Ведь сверх­про­вод­ник, рабо­та­ю­щий при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре, поз­во­лит рез­ко умень­шить поте­ри при пере­да­че элек­тро­энер­гии на даль­ние рас­сто­я­ния, а так­же даст мощ­ней­ший тол­чок к исполь­зо­ва­нию сверх­про­во­ди­мо­сти в дру­гих повсе­днев­ных тех­но­ло­ги­ях, напри­мер в маг­ни­тах, исполь­зу­е­мых в меди­цин­ских при­бо­рах для раз­но­го рода визу­а­ли­за­ции.

Мак­сим Бори­сов

1. Drozdov A. P., Eremets M. I., Troyan I. A., Ksenofontov V. & Shylin S. I. Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system /​/​ Nature., 17 August 2015 — http://dx.doi.org/10.1038/nature14964

2. Drozdov A. P., Eremets M. I., Troyan I. A. Conventional superconductivity at 190 K at high pressures — http://arxiv.org/abs/1412.0460

3. https://en.wikipedia.org/wiki/High-temperature_superconductivity

4. Superconductivity record sparks wave of follow-up physics — www.nature.com/news/superconductivity-record-sparks-wave-of-follow-up-physics-1.18191

5. www.mpg.de/9362409/supraleitung-schwefelwasserstoff-hochdruck

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

6 комментариев

  1. Это уди­ви­тель­но, но не слиш­ком. То что мно­гие про­стые веще­ства под высо­ки­ми дав­ле­ни­я­ми пере­хо­дят в метал­ли­че­ское состо­я­ние, дав­но извест­но – элек­тро­ны «выжи­ма­ют­ся» из ато­мов и обре­та­ют сво­бо­ду пере­ме­ще­ния. Метал­ли­че­ский водо­род – дав­няя тема. Что каса­ет­ся слож­ных веществ, то под таки­ми дав­ле­ни­я­ми элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти ато­мов при­бли­зи­тель­но вырав­ни­ва­ет­ся, и состав обра­зу­ю­щих­ся соеди­не­ний опре­де­ля­ет­ся атом­ны­ми ради­у­са­ми, воз­мож­но­стя­ми обра­зо­ва­ния плот­ных упа­ко­вок. Т.е., струк­ту­ра всех веществ ста­но­вит­ся, в прин­ци­пе, оди­на­ко­ва – не в смыс­ле гео­мет­ри­че­ско­го типа решет­ки, а в смыс­ле при­ро­ды хим. свя­зи. Если авто­ры уве­рен­но пред­по­ла­га­ют опре­де­лен­ные точ­ки пере­хо­да в сверх­про­во­ди­мость при замене серы на фос­фор и пр., зна­чит, делать такие про­гно­зы поз­во­ля­ют срав­ни­тель­но про­стые кван­то­вые рас­че­ты.
    При сверх­вы­со­ких дав­ле­ни­ях начи­на­ют про­яв­лять­ся и кван­то­вые эффек­ты. На поверх­но­сти белых кар­ли­ков, напри­мер, элек­тро­ны нахо­дят­ся в состо­я­нии вырож­ден­но­го газа, не удив­люсь, что и в сверх­про­во­дя­щем. Но в усло­ви­ях, сколь­ко-нибудь близ­ких к обыч­ным, это совер­ше­но невоз­мож­но.
    При еще боль­шем сжа­тии элек­тро­ны лока­ли­зу­ют­ся меж­ду ато­ма­ми и теря­ют подвиж­ность, обра­зу­ет­ся ква­зи­и­он­ная струк­ту­ра. Впер­вые это было про­де­мон­стри­ро­ва­но для щелоч­ных метал­лов. На эту тему есть инте­рес­ная лек­ция Арте­ма Ога­но­ва:
    http://postnauka.ru/lectures/50488

  2. Пока это чисто ака­де­ми­че­ский инте­рес. По слу­хам, высо­ко­тем­пе­ра­тур­ные сверх­про­вод­ни­ки – очень нетех­но­ло­гич­ные мате­ри­а­лы (хруп­кие, сего­дня рабо­та­ют, зав­тра нет и тд). А все то, что ниже тем­пе­ра­ту­ры жид­ко­го азо­та, прак­ти­че­ско­го инте­ре­са не пред­став­ля­ет – все рав­но охла­ждать до гелия а потом нагре­вать.

      1. Есть фир­ма American Superconductor.
        У них ток дости­га­ет до 14600 A/​cm2 при 77K.
        Есть сайт,
        http://www.superconductors.org
        где утвер­жда­ет­ся, что откры­ли сверх­про­вод­ни­ки при тем­пе­ра­ту­ре выше 0С и дает­ся их спи­сок.
        http://www.superconductors.org/listof30.doc
        Как к нему отно­сит­ся?

  3. Извест­но два вели­ких пер­во­от­кры­ва­те­ля ком­нат­ной сверх­про­во­ди­мо­сти( читай­те инно­ва­ци­он­ный мемо­ран­дум наци­о­наль­но­го мега­про­ек­та о свер­про­вод­ни­ках Рос­сии) и на стр.20 най­де­те инфор­ма­цию об их «откры­ти­ях», кото­рые сде­ла­ны с при­ме­не­ни­ем обыч­ных латун­ных электродов…Вот ВАМ инфор­ма­ция к раз­мыш­ле­нию.….

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: