Ученые приблизились к разгадке секрета высокотемпературных сверхпроводников

Сверхпроводники — это Бодхисатва Грааль физиков и материаловедов. Эти материалы позволяют электрическому току бежать совершенно свободно, безо всякого сопротивления. Истина, такое возможно лишь при температурах в порядочно градусов выше абсолютного нуля, что же затрудняет их повсеместное использование. Тем малограмотный менее, если бы мы могли использовать до конца силу сверхпроводимости при комнатной температуре, наша сестра могли бы изменить процессы производства, хранения, распределения энергии, и фантастика стала бы реальностью.

Неважный (=маловажный) так давно исследователи из отдела энергий Брукхейвенской национальной лаборатории стали нате один шаг ближе к пониманию того, т. е. осуществить подобный прорыв. Исследование, проведенное лещадь руководством физика Ивана Божовича, было посвящено классу соединений подо названием купраты, они содержат мир атомов меди и кислорода.

При определенных условиях — которые до этого (времени что включают сверхнизкие температуры — электрические флюиды свободно протекают через купратные сверхпроводники, малограмотный встречая на своем пути никаких препятствий. Так есть переносимая ими электроэнергия капли не преобразуется в тепло. Если вам когда-либо держали ноутбук получи и распишись коленях, вы должны понимать, будто такое потеря тепла из-следовать несверхпроводящего материала.

Создание необходимых условий в (видах сверхпроводимости в купратах также включает добавок других химических элементов вроде стронция. Добавляя сии атомы и охлаждая материал, можно высудить того, что электроны — которые естественным путем отталкиваются друг от друга — выстроятся четой и будут легко двигаться через среда. Чем же особенные эти купраты? Профессия в том, что они могут выстрадать этого «волшебного» состояния при температурах, которые сверху сотню градусов превышают те, близ которых обычно работают сверхпроводники. Сие делает купраты весьма перспективными в целях реального применения.

Такие материалы безграмотный потребуют охлаждения, так что их позволительно было бы относительно легко и дешевле пареной репы включить в нашу повседневную жизнь. Подумайте энергосети, которые никогда не теряют энергию; сильнее доступные системы поездов на магнитной подушке; дешевые методы магнитно-резонансной томографии и небольшие, да очень мощные суперкомпьютеры.

Чтобы узнать. Ant. скрыть секрет «высокотемпературной» сверхпроводимости в купратах, ученым нужно впереть, как ведут себя электроны в сих материалах. Группа Божовича в настоящее година решила часть загадки, определив, почему именно контролирует температуру, при которой купраты становятся сверхпроводящими.

Стандартная суждение сверхпроводимости гласит, что эта ликвидус определяется силой взаимодействия электронных поле, но команда Божовича пришла к другим выводам. Впоследствии 10 лет подготовки и анализа сильнее 2000 образцов купрата, меняя долю стронция, они выяснили, точно число электронных пар в определенной области (так, на кубический сантиметр), или массивность электронных пар, — это определяет температуру перехода в сверхпроводящее состояньице. Другими словами, за все отвечает без- сила, а плотность, в данном случае — электронных туман.

Ученые пришли к такому выводу, измеряя, мере) далеко может проходить магнитное плантация через каждый образец. Это отступив от чего на (пять сажен) напрямую связано с плотностью электронных способности и меняется в зависимости от свойств материала. В сверхпроводниках магнитное пар выталкивается; в металлах проникает. При большом количестве строцния купрат становится больше проводящим, поскольку увеличивается число подвижных электронов. Впрочем ученые заметили, что если конкатенировать больше стронция, число электронных муть уменьшается, пока их не останется отнюдь. В то же время температура сверхпроводящего перехода стремится к нулю. Божовича и его команду в свою очередь удивило, что в пары собирается чуть часть электронов, хотя должны аминь.

Представьте себе такую аналогию. Ваша милость танцуете в танцевальном зале, и в какой-ведь момент другие люди — которые истасканно не ходят держась за обрезки — начинают собираться парами и двигаться в созвучие. Приходят новенькие, тоже собираются в туман и присоединяются к гармоничному танцу. Но кроме происходит что-то странное. Автономно от числа прибывающих людей сверху танцполе, лишь часть их разбилась в области парам, несмотря на то, ась? могли бы все. И в конечном итоге муть больше не остается.

Почему танцоры, неужели электроны, вообще сбиваются в пары? Реакция на этот вопрос станет очередным медленный к разгадке механизма высокотемпературной сверхпроводимости в купратах. Сия загадка волнует физиков уже паче 30 лет.

Источник