Обычный провод греется, когда по нему течёт ток, — часть энергии теряется впустую. Сверхпроводник лишён этого недостатка: электричество идёт по нему без потерь, как вода по идеально гладкой трубе. Беда в том, что большинство сверхпроводников работают либо при очень низких температурах, либо при колоссальном давлении — таком, какое бывает в недрах планет.
Химики давно ищут материалы, которым хватило бы умеренных условий. Гидриды — соединения металлов с водородом — считались перспективными, но рекордсменам требовалось давление в сотни гигапаскалей. Это как держать образец под весом десятков тысяч слонов на квадратный сантиметр. Новый материал Mg2RhH6 меняет правила игры: он становится сверхпроводником уже при 30 ГПа — втрое меньше прежних значений.
Синтез шёл в два шага. Сначала получили предшественник Mg2RhH5, где атомы водорода удерживаются прочными связями. Затем добавили ещё водорода, и при давлении выше 30 ГПа структура перестроилась: пирамидки из атомов родия и водорода превратились в октаэдры. Именно эта новая геометрия позволила электронам заполнить особые состояния и запустить сверхпроводимость.
При 30 ГПа материал перестал сопротивляться току при 24 К — это примерно минус 249 градусов Цельсия. Холодно, но уже не космический мороз. При 53 ГПа температура поднялась до 29 К. Самое важное: соединение термодинамически стабильно, то есть не разваливается самопроизвольно. Значит, его можно изучать и, возможно, использовать.
Путь к сверхпроводникам, работающим при комнатной температуре и обычном давлении, долог. Но каждый шаг в сторону меньшего давления — это шаг к проводам без потерь, мощным магнитам и новым технологиям. Mg2RhH6 показывает: не обязательно сжимать вещество до планетарных давлений, чтобы заставить его проводить ток идеально.
При 30 ГПа расстояние между атомами сжимается примерно на 10–15% — как если бы рост человека уменьшился на голову.
В романе Артура Кларка «Конец детства» пришельцы используют сверхпроводники для левитации, но не уточняют, при каком давлении они работают.