Сверхпроводимость при комнатной температуре: почему спаривания электронов недостаточно
Левитирующие поезда, сверхэффективное хранение энергии и квантовые компьютеры — сверхпроводимость может открыть множество возможностей. Новое исследование ученых из Утрехта, Лейдена и Мюнхена, опубликованное в Science, проливает свет на одно из ключевых условий достижения сверхпроводимости при комнатной температуре. Об этом сообщает издание Phys.org.
Сверхпроводимость — это явление, при котором материалы проводят электричество без сопротивления. Однако большинство сверхпроводников работают только при экстремально низких температурах, около -260°C, что требует использования жидкого гелия — дорогого и энергозатратного процесса.
Сверхпроводимость открыли в 1911 году, а в середине 1980-х нашли материалы, становящиеся сверхпроводящими при более высоких температурах, но все еще около -173°C. Теория, объясняющая обычную сверхпроводимость, не работает для этого нового типа, и ученые до сих пор не понимают, как он функционирует.
Исследователи показали, что одно из двух ключевых условий сверхпроводимости может выполняться при комнатной температуре. Речь идет о формировании пар электронов, известных как куперовские пары, и их синхронном движении. В высокотемпературных сверхпроводниках электроны могут образовывать пары при температурах значительно выше точки перехода в сверхпроводящее состояние.
«Связующее вещество, удерживающее пары вместе, достаточно сильное, чтобы сохранять их даже при комнатной температуре, — говорит Ингмар Сварт, один из руководителей исследования. — Это говорит о том, что второе ключевое условие, фазовая когерентность, является узким местом». Понимание фазовой когерентности может указать путь к сверхпроводимости при более высоких температурах, и Сварт планирует сосредоточиться на этом в дальнейших исследованиях.
