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.
У нового соединения лантана с водородом при высоком давлении обнаружили свойства «странного» металла
Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.
Результаты исследования опубликованы в журнале National Science Review. Полигидриды — новый класс соединений, которые синтезируют при давлении, превышающем атмосферное приблизительно в миллион раз. У полигидридов наблюдаются уникальные свойства сверхпроводимости: рекордно высокие критические температуры — до −23 градусов в случае декагидрида лантана LaH10, верхние критические магнитные поля до 300 тесла [как в (La,Y,Ce)H9+] и критические плотности тока.
Однако даже по сравнению с другими аналогичными гидридами новое соединение La4H23 ведет себя весьма необычно: в определенном диапазоне давлений его температурный коэффициент электрического сопротивления падает до отрицательных значений. Это означает, что, в отличие от обычных металлов, с понижением температуры его электрическое сопротивление не уменьшается, а растет, также как у полупроводников и многих высокотемпературных сверхпроводников, в частности купратных.
«Первоначально гидриды структурного типа A15 были экспериментально обнаружены в системе „европий — водород“. Затем их нашли в системах „барий — водород“ и „лютеций — водород“. В последней образуется интересный сверхпроводящий гидрид Lu4H23. Мы провели первопринципные расчеты, чтобы определить термодинамическую устойчивость этих структур, и пришли к выводу, что такое же соединение должно существовать и в системе „лантан — водород“. Более того, оно должно иметь еще более высокую критическую температуру сверхпроводимости», — рассказывает один из ведущих авторов статьи, аспирант программы «Вычислительные системы и анализ данных в науке и технике» Сколтеха, инженер-исследователь Григорий Шутов.
У синтезированного гидрида лантана La4H23 были обнаружены и другие необычные свойства. Как правило, в магнитных полях происходит уширение области перехода в сверхпроводящее состояние. Поскольку магнитное поле создает неоднородности в концентрации куперовских пар в объеме сверхпроводника, отдельные области образца переходят в сверхпроводящее состояние позже других, создавая эффект «растягивания» перехода по температурной шкале.
Подобный эффект можно наблюдать у таких известных материалов, как диборид магния, оксид иттрия-бария-меди, оксид висмута-стронция-кальция-меди, и многих других. У полигидридов, наоборот, почти никогда не происходит значительного уширения области сверхпроводящего перехода, что весьма удобно при проведении экспериментов. Отсутствие уширения связано с тем, что магнитные вихри, также называемые вихрями Абрикосова, жестко привязаны к структурным неоднородностям внутри полигидрида и не вносят дополнительных возмущений к уже существующим дефектам решетки. С новым супергидридом лантана дело обстоит иначе: у него неожиданно обнаружилось сужение области перехода в сверхпроводящее состояние. И пока неясно, чем это можно объяснить.
Один из ведущих авторов исследования, выпускник аспирантуры Сколтеха по направлению «Науки о материалах», сотрудник китайского Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления (HPSTAR) Дмитрий Семенок отмечает: «Наблюдая за столь необычным поведением нового полигидрида, мы решили исследовать влияние сильных импульсных магнитных полей на это соединение. Исследование образца, полученного нашими коллегами из Цзилиньского университета в камере с алмазными наковальнями, привело нас к еще одному интересному открытию».
Оказалось, что в мощных импульсных магнитных полях с индукцией до 68 тесла у синтезированного супергидрида лантана наблюдается значительное отрицательное магнитосопротивление, что указывает на наличие у этого соединения аномальных свойств металла. В целом для металлов характерно положительное магнитосопротивление из-за большей длины траекторий движения электронов в магнитном поле, а отрицательное магнитосопротивление встречается очень редко.
Исключение составляют купраты и некоторые другие высокотемпературные сверхпроводники, находящиеся в так называемой псевдощелевой фазе, когда могут, например, иметь место значительные сверхпроводящие флуктуации, которые, хоть и оказывают заметное влияние на магнитотранспортные свойства материала, но недостаточны для достижения сверхпроводимости по всему объему образца.
«Мы пока еще далеки от понимания всех процессов, определяющих физические свойства супергидридов. Однако с каждым годом появляются все новые свидетельства того, что, несмотря на различия в механизмах спаривания электронов, гидриды имеют много общего с высокотемпературными сверхпроводниками, такими как купраты», — добавляет Семенок. Сочетая в себе свойства обычных и высокотемпературных сверхпроводников, гидриды выступают в качестве связующего звена между различными классами сверхпроводящих материалов. Ученые планируют продолжить изучение различных типов супергидридов в условиях сильного магнитного поля, уделяя особое внимание их «страннометаллическому» поведению.
Telegram 
Дзен 
VK Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.
Долгое время ученые полагали, что сотни гигантских статуй на острове Пасхи создали представители местной общины под руководством одного вождя. Однако авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Детальная трехмерная карта главного каменного карьера острова указала на более сложную картину. Вероятно, монументы были плодом творчества и соперничества небольших независимых групп.
Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.
Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.
Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.
Ученые разработали штамм цианобактерии, способный поглощать в три раза больше фосфора из сточных вод
Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.
Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.
По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.
Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.
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