logo

Открытие физиков из России помогло создать почти "комнатный" сверхпроводник

Открытие физиков из России помогло создать почти "комнатный" сверхпроводник

Американские исследователи создали сверхпроводник на базе соединения лантана и водорода, сохраняющий свои свойства при температуре всего в минус 13 градусов Цельсия. Результаты первых опытов с ним были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

"Реализация мечты о "комнатной" сверхпроводимости, по всей видимости, уже не за горами. Недавно команда Виктора Стружкина создала одно из предсказанных нам веществ, сохраняющее подобные свойства при 13 градусах мороза", — рассказал Артем Оганов, профессор МФТИ и "Сколтеха", выступавший с лекцией на "Открытой Лабораторной" в здании Российского научного фонда.

За последние годы физики открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах. В самых лучших случаях она достигала примерно минус 70 градусов Цельсия, что уже почти достижимо в природных условиях. К примеру, такие свойства были открыты три года назад российскими и немецкими химиками у обычного сероводорода, сжатого до миллиона атмосфер.

Их появление потребовало нового объяснения того, как таким структурам удается проводить ток без видимых потерь, несмотря на то, что они "нарушают" основы первой теории сверхпроводимости, сформулированной еще в конце 50 годов.

Год назад Оганов и его коллеги обнаружили, просчитывая свойства различных соединений водорода и тяжелых металлов, что подобными свойствами обладают соединения водорода и некоторых элементов с особой структурой электронных оболочек, таких как уран, актиний, лантан, иттрий, натрий и некоторые другие металлы.

Руководствуясь этой идеей, ученые просчитали сверхпроводящие свойства соединения актиния и 16 атомов водорода. Как показали этим расчеты, подобное вещество будет оставаться сверхпроводником даже при типично зимних температурах воздуха, около 22 градусов Цельсия ниже нуля, при условии, если его при этом будут сжимать до давлений, близких к полутора миллионам атмосфер.

Схожим образом, как они выяснили позже, должен вести себя лантан, "сосед" актиния по таблице Менделеева. Его соединение с аналогичным числом атомов водорода, в соответствии с расчетами Оганова и его команды, должно было сохранять сверхпроводящие свойства при температуре в минус 30 градусов Цельсия и давлении в два миллиона атмосфер.

Оставалось решить "техническую задачу" - понять, как можно сжать лантан и водород до таких давлений и при этом заставить их соединиться друг с другом. Стружкин и его коллеги по Институту науки Карнеги в Вашингтоне (США) справились с этой задачей, создав специальную лазерную установку для этой цели.

Как объясняют физики, она разогревала металл до температуры в 1500 градусов и заставляла его поглощать водород, не разрушая при этом электроды, подключённые к нему для проведения последующих замеров.

Получив это соединение, ученые начали охлаждать его и наблюдать за тем, когда его сопротивление упадет до нуля. Оказалось, что это произошло не при минус 30 градусах, а уже при минус 13 градусах Цельсия. При этом состав этого вещества был ближе к LaH12, чем к LaH16.

Что интересно, последующие циклы нагрева и охлаждения не уничтожили сверхпроводимость, но интересным образом повлияли на температуру перехода – она стала ниже на 15 градусов и достигла значений, предсказанных алгоритмом Оганова. Каждый такой цикл немного, но ухудшал свойства материала.

Почему это так происходит, ученые пока не знают, так как теория не предсказывает, что структура супергидрида лантана должна как-то меняться при нагреве или охлаждении. Как надеются Стружкин и его коллеги, последующие опыты помогут им раскрыть эту загадку и открыть другие соединения водорода и металлов, обладающие уже настоящей "комнатной" сверхпроводимостью.

Похожие новости
Последние новости
Back to top