Бесплатно по России: 8 800 707-44-50
Москва: +7 (495) 656-79-94
zakaz@priborysgk.ru

Учёные обнаружили сверхпроводимость там, где она была предсказана ранее

В науке ничего не принимается просто на веру; кроме того, теоретические выкладки в естественных науках требуют, так сказать, вещественного доказательства, ведь только в этом случае они перестанут быть гипотезой и подтвердятся. Химия и физика – это науки о реальном, а не о воображаемом.

Проиллюстрировать это может недавнее открытие американских учёных. Оно касается сверхпроводимости. Работы в этой области ведутся уже давно, и целью специалистов является создание сверхпроводящих материалов, которые проявляют свои свойства при комнатной температуре и атмосферном давлении. Чтобы создать такой материал, необходима математическая модель, то есть представление того, как ведёт себя система. В случае с этим типом сверхпроводимости такая модель до сих пор отсутствовала.

Исследователи считают, что для описания поведения электронов в купратных (то есть на основе меди) высокотемпературных проводниках может подойти модель Хаббарда (на изображении к статье), вот уже на протяжении многих десятилетий использующаяся для изучения действия электронов в различных материалах. Однако у них не было на это доказательств. Теперь такие доказательства появились, свидетелями чего стали специалисты из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

В своём исследовании они наблюдали взаимодействие между двумя фазами имеющимися в купратах, — высокотемпературной сверхпроводимостью и зарядовыми полосами. Это похоже на чередование высокой и низкой электронной плотности в материале. Связь между этими фазами пока не была выявлена; одни считают, что зарядовые полосы способствуют сверхпроводимости, а другие думают, что они ей противодействуют.

Исследователи создали виртуальную модель купрата, в которой на квадратной решётке располагались атомы меди и кислорода. Каждый атом может вместить в себя не более двух электронов, которые могут передвигаться как к соседним атомам, так и к тем, что лежат по диагонали от них.

Оказалось, что если электроны прыгали только к соседним атомам, то зарядовые полосы становились сильнее, и сверхпроводимость не появлялась. Но если позволить электронам двигаться по диагонали, зарядовые полосы ослабевают, но не исчезают совсем; тут и появляется сверхпроводимость.

Таким образом, учёные получили работающую модель, которая описывает поведение высокотемпературных сверхпроводников, по крайней мере для систем таких размеров, с которыми им приходилось работать.

Высокотемпературные сверхпроводники – это то, что необходимо всему человечеству. Так, на их основе можно создавать высоковольтные провода через целые континенты, так что они смогут передавать энергию очень быстро и практически без потерь. Это приведёт к существенной экономии средств. Название «высокотемпературные» не должно смущать: под «высокой» температурой в данном случае понимается комнатная. Ведь имеющиеся сегодня сверхпроводники способны проявлять свои свойства только при очень низких температурах.

Сверхпроводники обладают множеством просто удивительных свойств. Например, кусок сверхпроводника может парить над землёй, удерживаясь магнитным полем.

87
28.09.2019 г.
Russian map Оренбург Махачкала Ярославль Иркутск Барнаул Тольятти Саратов Краснодар Пермь Красноярск Ростов-на-Дону Казань Челябинск Омск Самара Уфа Воронеж Волгоград Тюмень Ижевск Ульяновск Хабаровск Владивосток Томск Кемерово Новокузнецк Рязань Астрахань Магадан Якутск Мирный Норильск Сургут Ханты-Мансийск Новый Уренгой Архангельск Мурманск Калининград Симферополь Сыктывкар Чита Улан-Удэ Анадырь Петропавловск-Камчатский Биробиджан Благовещенск Южно-Сахалинск Горно-Алтайск Кызыл Москва Санкт-Петербург Новосибирск Екатеринбург Нижний Новгород
TOP
Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!
Сервис звонка с сайта RedConnect