Знайдено новий надпровідний матеріал, що працює за антарктичної температури

Warmest ever superconductor works at Antarctic temperatures

В області науки, що стосується досліджень і використання надпровідників, нещодавно було зареєстровано чергове рекордне досягнення. Цим досягненням став новий матеріал, що здатний пропускати електричний струм без опору при температурі, яка вже потрапляє в діапазон температур навколишнього середовища на земній кулі. Правда в найхолоднішому місці земної кулі - в Антарктиді, і в найхолоднішу пору року.

Новий матеріал був знайдений групою Михайла Еремца (Mikhail Eremets) з Інституту хімії Макса Планка в Німеччині. Вчені стиснули дуже малу кількість сірководню до тиску, що перевищує тиск атмосфери Землі більш ніж в 1.6 мільйона разів. Сульфід водню (H2S) відомий всім як отруйний безбарвний газ, що має запах тухлих яєць. Але коли він охолоджений і стиснутий високим тиском він переходить в металеву фазу. І сірководень в металевій фазі стає надпровідником при температурі в -70 градусів Цельсія, у той час, як попередній матеріал-рекордсмен ставав сверхпроводником при -110 градусах.

Вчені ще не знають точних причин виникнення такої високотемпературної надпровідності, але вважають, що до цього можуть мати відношення іони водню, що входять до складу цього матеріалу, які допомагають формуванню так званих пар Купера - пар зв’язаних електронів, які без опору проходять через матеріал.

У звичайних умовах електрони, що переміщаються в матеріалі, постійно стикаються з атомами, втрачаючи енергію, яка перетворюється в тепло при кожному зіткненні. Проте, в процесі зіткнень вони зміщують позитивно заряджені ядра атомів в сторону, що призводить до виникнення маленьких позитивних електричних полів. Ці поля впливають особливим чином на вільні електрони і в деяких випадках електрони утворюють куперовские пари, які продовжують рухатися в матеріалі, уникаючи зіткнень з атомами і не втрачаючи свою енергію. Однак сили, що зв’язують пари Купера, надзвичайно малі і будь-яка теплова енергія призводить до розпаду пари. Саме тому всі надпровідники працюють тільки при надзвичайно низьких температурах.

Те, що дозволяє новому надпровідникові працювати при найвищій температурі, є позитивно заряджені іони легкого водню, які можуть бути досить легко зрушені при зіткненнях з електронами. Це означає, що позитивні електричні поля усередині матеріалу мають більш високу напруженість і за рахунок цього більш легко формуються стабільні куперовские пари, які менш схильні до розриву тепловою енергією.

Михайло Еремец сподівається, що встановлений ними рекорд буде побитий через нетривалий час: "Існує багато інших матеріалів, які нам ще тільки належить випробувати. А виявлення нових високотемпературних надпровідників, працюючих не при настільки екстремальних умовах, як нинішній рекордсмен, дозволить зробити революцію в електроніці і в безлічі інших галузей науки і техніки ".

 

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль