Сверхпроводимость при комнатной температуре стала на шаг ближе экспресс
Сверхпроводимость — это способность материала проводить электричество без потерь. Обычные провода греются, и часть энергии уходит в тепло, а сверхпроводник пропускает ток без сопротивления. Но до сих пор такое состояние удавалось получить лишь при очень низких температурах или под огромным давлением, что мешает применять его в быту.
Физики из Хьюстонского университета под руководством Пола Чу придумали, как «закалить» сверхпроводящее состояние, созданное под давлением, чтобы оно сохранялось при обычных условиях. Они взяли керамику из ртути, бария, кальция, меди и кислорода (HgBa₂Ca₂Cu₃O₈₊δ) — материал, который уже был рекордсменом по температуре перехода. Сначала образец сжали, чтобы усилить сверхпроводимость, а затем медленно сняли давление по специальному протоколу. Оказалось, что после такой обработки материал остаётся сверхпроводящим при температуре 151 К (−122 °C) — это новый рекорд для обычного давления.
Чтобы убедиться, что эффект не случаен, учёные проверили структуру материала с помощью синхротронного рентгеновского излучения и рассчитали, как колеблются атомы в решётке. Расчёты подтвердили: после снятия давления кристаллическая решётка сохраняет выгодное расположение атомов, которое стабилизирует сверхпроводящее состояние. Такой подход — «pressure-quench protocol» — может сработать и для других материалов, где сверхпроводимость появляется только под давлением.
Если удастся поднять температуру ещё выше, человечество получит провода без потерь, мощные магниты для поездов на магнитной подушке и компактные ускорители частиц. А главное — сверхпроводники помогут удержать плазму в термоядерных реакторах, приблизив неисчерпаемый источник энергии.
Рекордная температура 151 К — это −122 °C, что примерно соответствует температуре на поверхности спутника Юпитера Европы в тени.
В романе Артура Кларка «Конец детства» инопланетяне используют сверхпроводники для левитации и мгновенной передачи энергии — наша реальность медленно догоняет фантастику.