Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики нашли способ повысить температуру сверхпроводимости
Команда исследователей с участием сотрудников МИЭМ ВШЭ показала, что дефекты в материале могут не снижать, а, наоборот, усиливать сверхпроводимость. Это возможно благодаря взаимодействию дефектных и более чистых областей, которое образует «квантовый клей» — однородную компоненту, связывающую разрозненные сверхпроводящие участки в единую сеть. Расчеты подтвердили, что такой механизм может помочь в создании сверхпроводников, работающих при более высоких температурах.
Исследование опубликовано в журнале Communications Physics. Сверхпроводимость — это состояние, при котором электрический ток проходит через материал без сопротивления и не теряет энергию в виде тепла. В обычных проводниках электроны движутся по отдельности и теряют часть энергии на столкновениях с атомами и примесями. В сверхпроводниках же электроны объединяются в куперовские пары и начинают двигаться согласованно, что позволяет току течь без потерь. Благодаря этому свойству сверхпроводники могут использоваться для создания мощных магнитов, медицинских томографов и ускорителей частиц, а также для разработки новых типов вычислительных устройств.
Проблема в том, что сверхпроводимость обычно возникает только при низких температурах и легко разрушается из-за примесей и дефектов в материале. Они дробят сверхпроводимость на отдельные островки, которые не соединяются между собой. Однако именно в таких областях куперовские пары могут формироваться при более высокой температуре. Возникает противоречие: беспорядок в структуре материала способен усиливать сверхпроводимость локально, но мешает ей проявиться во всем образце.
Команда исследователей из НИУ ВШЭ, Московского центра перспективных исследований и Университета Пернамбуку показала, что проблему можно решить, если объединить дефектную (грязную) и чистую подсистемы. Они исследовали двухзонную модель, где одна подсистема сильно неупорядоченна и в ней сверхпроводимость возникает при более высокой температуре, но на отдельных участках, а другая остается чистой: сверхпроводимость в ней слабее, зато обеспечивает связность. При их объединении появляется компонента, действующая как «квантовый клей»: она связывает изолированные островки и позволяет току проходить через весь образец при повышенной температуре.
«Наши расчеты показывают, что при правильном соединении дефектных и чистых областей материал получает и высокую температуру сверхпроводимости, и способность пропускать ток без сопротивления. Обычно беспорядок разрушает этот эффект, но мы увидели обратное: дефекты могут стать ресурсом, который помогает создавать более устойчивые и высокотемпературные сверхпроводники», — поясняет один из авторов исследования, профессор МИЭМ ВШЭ Алексей Вагов.
Расчеты подтвердили, что подход работает при разных типах беспорядка — от случайных примесей до специально созданных сверхрешеток. Наибольший интерес он представляет для многослойных материалов, где можно чередовать чистые и грязные слои, для соединений на основе магния и бора (MgB₂), в которых одна электронная зона усиливает локальную сверхпроводимость, а другая обеспечивает прохождение тока, а также для веществ с плоскими электронными зонами, где электронам проще объединяться в пары. Перспективными считаются и системы на основе графена и графита, где формируются регулярные сверхструктуры, изменяющие электронные свойства и создающие условия для более сильной сверхпроводимости. В будущем это может помочь создавать материалы, в которых дефекты и примеси не мешают, а, наоборот, усиливают сверхпроводимость.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ с использованием суперкомпьютерных ресурсов университета.
Telegram 
Дзен 
VK Голоса «детей» викторианской эпохи показали, как индустриализация изменила акценты английского языка
Современные акценты английского языка во многом отражают социально-экономические процессы, происходившие в Великобритании в викторианскую эпоху, то есть с 1837 года по 1901 год. Лингвисты доказали это, проанализировав архивные аудиозаписи разговоров с людьми, которые родились в указанный период и после него.
В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».
Физики экспериментально доказали, что частицы вещества при рождении сохраняют квантовую запутанность виртуальных предшественников. Пары лямбда-гиперонов и антилямбд появлялись на свет с синхронизированными спинами, которые они унаследовали от энергетических флуктуаций пустоты. Закономерность объяснила, как материя переходит из скрытого квантового состояния в физический мир, раскрыв еще один ключ к природе возникновения массы.
Биологи использовали данные отлова змей за 22 года, чтобы объяснить появление редких ядовитых рептилий в засушливых и нетипичных для них районах штата Гоа. Анализ показал, что королевские кобры Западных Гат используют железнодорожную сеть как скоростной коридор для расселения, случайно путешествуя в товарных вагонах из родных лесов к побережью.
Астрономы впервые напрямую связали основание гигантского джета с «тенью» первой «сфотографированной» сверхмассивной черной дыры M87*. Анализ данных, полученных с помощью Телескопа горизонта событий (EHT), позволил проследить, где именно формируется релятивистская струя и лучше понять механизмы ее возникновения.
Яркий надувной тюбинг, в народе прозванный «ватрушкой», стал символом зимнего отдыха. Он кажется удобным, мягким и потому — безопасным. Это ощущение обманчиво и ежегодно приводит к тысячам серьезных травм. В чем же кроется фундаментальная опасность этого популярного развлечения? На этот вопрос для нашего издания ответил Олег Рубан, кандидат технических наук, доцент кафедры физики РТУ МИРЭА, объяснив, почему законы физики превращают безобидный на вид тюбинг в неуправляемый снаряд.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно