Итоги изучения сверхпроводящих свойств материала Hg1223
Вечером 8 июля, в 17:00, научное сообщество ознакомилось с работой, где специалистам удалось повысить температуру, при которой купратный состав Hg1223 переходит в сверхпроводящее состояние при обычном давлении, до -122,15 °C. Такой прорыв стал реальностью благодаря методике закалки, проведенной под давлением в 30 гигапаскалей с использованием алмазной наковальни. Сверхпроводники, к числу которых относится Hg1223, пропускают ток без потерь, что открывает перед ними большие перспективы в самых разных областях.
Что изучали и какими свойствами обладает материал
В центре внимания исследователей оказался купратный сверхпроводник Hg1223, известный науке с 1993 года. В его состав входят оксиды меди, ртути, бария и кальция. Ранее максимальная температура, при которой Hg1223 демонстрировал сверхпроводимость в условиях атмосферного давления, составляла -140,15 °C. Чтобы добиться улучшения, авторы применили сжатие образца в алмазной наковальне до 30 гигапаскалей — это почти в 300 000 раз выше давления на уровне моря.
Ключевое новшество работы заключалось в резком сбросе давления, что вызвало образование крошечных дефектов внутри кристаллической решетки. Полученные свойства были проверены с помощью рентгеновского лазера Advanced Photon Source, расположенного в Аргоннской национальной лаборатории. Для сравнения: декагидрид лантана сохраняет сверхпроводимость при -13,15 °C, но для этого ему нужно давление 190 гигапаскалей, что сильно ограничивает его использование на практике.
Данное открытие представляет собой серьезный шаг вперед на пути к созданию материалов, которые смогут работать в обычных условиях. Как подчеркивает Министерство энергетики США, в будущем это способно коренным образом изменить подходы к хранению и передаче энергии, ускорить зарядку электромобилей и дать толчок развитию магнитной левитации. Результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, что говорит об их высокой научной ценности.
Повышение температуры сверхпроводящего перехода в купрате Hg1223 — значимое событие для развития технологий, способных принести инновации в энергетику и транспорт. Снижение требований к давлению для перехода в сверхпроводящее состояние создает предпосылки для коммерческого внедрения таких материалов, что может удешевить производство электроники и повысить эффективность энергосистем. Подобные изыскания также стимулируют дальнейший прогресс в области поиска сверхпроводников и материалов с уникальными характеристиками.
Для российской аудитории стоит отметить, что работы по сверхпроводимости ведутся и в отечественных институтах, например, в Физическом институте имени П. Н. Лебедева РАН, где также ищут способы повышения критических температур. Это подчеркивает глобальный характер гонки за созданием практически применимых сверхпроводников.
Данный прорыв в области сверхпроводимости становится особенно актуальным на фоне недавнего достижения, когда ученые смогли зафиксировать сверхпроводимость при 151 кельвине без применения внешнего давления. Это открытие также подчеркивает важность исследований в данной области, ведь такие материалы могут значительно изменить современные технологии. Узнать больше о последних достижениях в сверхпроводимости можно в нашей статье о новых рекордах в этой сфере.