Исторический прорыв в физике
Специалисты из Техасского университета в Хьюстоне и Аргоннской национальной лаборатории США установили новое достижение в области сверхпроводимости. Им удалось добиться этого эффекта при температуре 151 кельвин в условиях обычного атмосферного давления. Предыдущий рекорд, продержавшийся с начала 1990-х годов, был превзойден сразу на 18 градусов. Для справки: 151 кельвин соответствует примерно −122 градусам Цельсия, что всё ещё далеко от комнатной температуры, но шаг вперёд значителен.
Секрет успеха — в особом материале
Ключевую роль сыграл материал Hg-1223 — оксид меди, который показал способность сохранять сверхпроводимость при нормальном давлении. Чтобы достичь такого результата, исследователи поместили образцы в алмазную наковальню и сжали их до почти 30 гигапаскалей (примерно 300 тысяч атмосфер). Затем они применили уникальную технику «закалки давлением»: резко сбрасывали давление, одновременно удерживая образец на холоде. Это позволило зафиксировать материал в метастабильном состоянии с микроскопическими дефектами, которые и стабилизируют сверхпроводимость.
Проверка результатов проводилась с помощью рентгеновских лучей на оборудовании Аргоннской лаборатории, что гарантирует достоверность данных. Хотя материал всё ещё требует сильного охлаждения, физик Хуа Чжоу из Аргоннской лаборатории подчеркнул:
«Так как это вещество остаётся сверхпроводящим при нормальном давлении, учёные могут изучать его на стандартных приборах и начинать разрабатывать технологии, работающие в повседневных условиях».
Это открытие открывает путь к созданию устройств, которые не нуждаются в сложных и дорогих системах охлаждения. В перспективе такие материалы могут кардинально изменить электронику, энергетику и другие высокотехнологичные отрасли, повышая эффективность систем и снижая затраты. Кроме того, успех стимулирует дальнейшие поиски в области сверхпроводимости, приближая эру практического использования этих удивительных свойств.
Поскольку новое открытие в области сверхпроводимости открывает двери для широкого спектра инновационных технологий, не менее интересным является и способ получения материалов с высокой теплопроводностью, который может значительно улучшить эффективность энергетических систем. Эти достижения в материальных науках могут привести к созданию устройств нового поколения, способных работать более эффективно и экономично.