Игорь Бигдан (ibigdan) wrote,
Игорь Бигдан
ibigdan

Category:

Сверхпроводимый 2020-й

Надо ненадолго вспомнить, что я физик. Тем более, что есть отличный повод.

2020 год войдет в историю не только пандемией, но и открытием, которого мировая наука ждала более 100 лет (!) - достижением сверхпроводимости при комнатной температуре.

Вообще квест с высокотемпературной сверхпроводимостью - это тема для увлекательной пухлой книги.

Сейчас все существующие промышленные сверхпроводники работают при сверхнизких криогенных температурах. Это делает их использование крайне технологически морочливым и очень дорогим. Рядом с каждым сверхпроводящим устройством, начиная от большого адронного коллайдера и заканчивая аппаратом МРТ, надо держать сложный и дорогой агрегат для сжижения гелия.

Именно поэтому сверхпроводники и не пихают в каждый утюг, а используют только там, где без них никак не обойтись, например там, где нужно создавать сверхсильные магнитные поля, недостижимые на обычных проводниках, имеющих сопротивление.

В идеале хорошо бы вообще все провода в мире сделать сверхпроводящими - это дало бы не только фантастическую экономию, но и колоссальные новые возможности для техники. Но для этого надо создать материал, который является сверхпроводником при комнатной температуре.

Долгие десятилетия такой материал пытались найти. Пробовали разнообразные очень сложные керамики, которые позволили перейти от жидкого гелия к жидкому азоту, но дальше все застряло. Только в последние годы был нащупан путь к успеху. Оказалось, что простые в химическом смысле метан и сероводород становятся сверхпроводниками при очень высоких, доселе невиданных температурах.

И вот наконец-то психологический рубеж был преодолен: обработанная специальным образом смесь гидридов серы и углерода стала сверхпроводящей при температуре +15 по цельсию (https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z).
Но есть одно важное "но" - для этого материал нужно подвергнуть чудовищному давлению в 267 гигапаскалей. Это условия, сопоставимые с давлением в центре земного ядра, если что.

При таком давлении электронные оболочки отдельных атомов, которые в нормальных условиях формируют обычный скучный диэлектрик, настолько "впрессовываются" друг в друга, что сливаются и формируют состояние, сходное со сверхпроводящим металлом (см. картинку)

Кстати, идея сверхпроводимости в металлическом водороде бродила в умах уже много десятилетий. С тех пор как стало известно, что недра планет-гигантов, скорее всего, состоят из металлизированного водорода, даже стала популярной идея о "сверхпроводящем динамо" в ядре Юпитера.

В земных условиях такие циклопические давления можно создавать только в крошечном зазоре между специальными алмазными наковальнями, которые сжимаются мощным гидравлическим прессом. Ни о каких практических применениях такого материала не может быть и речи - это не более чем прикольная лабораторная игрушка.

Это открытие ценно в первую очередь тем, что показывает, в каком направлении нужно двигаться дальше как теоретикам так и практикам чтобы снизить требования к давлению и приблизиться к чему-то практически ценному.

Семен Есилевский

Tags: Интересное, Ух ты!
Subscribe
promo ibigdan dezember 3, 2007 00:08
Buy for 1 000 tokens
Хотите 1 миллион просмотров вашей рекламы за неделю? Легко и не дорого. Хотите чтобы о вашем продукте или услуге узнали сотни тысяч уникальных посетителей? Запросто. Адекватные цены и профессиональный подход, базирующийся на 11-летнем опыте. Блог "Самый сок!" читают во всём мире. Среднее…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 31 comments