Сероводород установил рекорд высокотемпературной сверхпроводимости
Есть, правда, с сероводородом одна трудность: сверхпроводимость он проявляет лишь при повышенном давлении, да не просто повышенном, а до 100 млн атмосфер, что делает применение его еще менее удобным, чем у других сверхпроводников, которые требуется охлаждать гораздо сильнее. Однако открытие может стать важным шагом к получению сверхпроводников, работающих при действительно высокой – например, комнатной – температуре.
Дело в том, что сегодня известно несколько типов сверхпроводников. Одни из них (например, ниобий) проводят электричество без сопротивления, будучи охлажденными почти до абсолютного нуля. Такая температура заставляет ионы их металлической решетки колебаться скоординированно, приводя к появлению условных квазичастиц – фононов. При этом движущиеся сквозь нее электроны объединяются в единое квантово-механическое состояние. Те и другие могут обмениваться друг с другом энергией лишь достаточно большими порциями, и фактически электроны могут двигаться сквозь решетку, энергии не теряя. Но все это требует действительно низких температур, и сверхпроводимость такие металлы проявляют максимум при 39 K (-234,5°C).
Первые высокотемпературные (до 164 К) проводники на основе оксида меди были открыты лишь в 1980-х, а десятилетием позже обнаружилось, что некоторые соединения железа и мышьяка демонстрируют сверхпроводимость при еще более высоких температурах. Полноценное теоретическое описание происходящего в них до сих пор не создано, поэтому такой поиск ведется во многом наугад.
Параллельно этому ученые ищут и способы поддержания «традиционной» сверхпроводимости, как у «обычных» низкотемпературных сверхпроводников, на основе скоординированных электронов и фононов. Предлагают разные способы добиться этого: так, еще в 1960-х было предсказано, что при огромных давлениях сверхпроводником должен быть твердый водород. Такие эксперименты ставили и работающие в Германии Александр Дроздов, Михаил Еремец и их коллеги. Однако вместо чистого водорода между парой алмазных «наковален» они сжали сероводород, показав, что при давлении около 350 тыс. атмосфер он становится сверхпроводящим уже при 190 К.
А недавно Дроздов и Еремец сумели поднять температуру сверхпроводимости сероводорода уже выше 200 К – правда, давление потребовалось еще более сильное. Еще больше повысить его вряд ли удастся: ранее китайские теоретики смоделировали поведение сероводорода при повышенном давлении, предсказав, что его фазовый переход в сверхпроводящее состояние должен происходить именно в районе 191-204 К.
Дело в том, что сегодня известно несколько типов сверхпроводников. Одни из них (например, ниобий) проводят электричество без сопротивления, будучи охлажденными почти до абсолютного нуля. Такая температура заставляет ионы их металлической решетки колебаться скоординированно, приводя к появлению условных квазичастиц – фононов. При этом движущиеся сквозь нее электроны объединяются в единое квантово-механическое состояние. Те и другие могут обмениваться друг с другом энергией лишь достаточно большими порциями, и фактически электроны могут двигаться сквозь решетку, энергии не теряя. Но все это требует действительно низких температур, и сверхпроводимость такие металлы проявляют максимум при 39 K (-234,5°C).
Первые высокотемпературные (до 164 К) проводники на основе оксида меди были открыты лишь в 1980-х, а десятилетием позже обнаружилось, что некоторые соединения железа и мышьяка демонстрируют сверхпроводимость при еще более высоких температурах. Полноценное теоретическое описание происходящего в них до сих пор не создано, поэтому такой поиск ведется во многом наугад.
Параллельно этому ученые ищут и способы поддержания «традиционной» сверхпроводимости, как у «обычных» низкотемпературных сверхпроводников, на основе скоординированных электронов и фононов. Предлагают разные способы добиться этого: так, еще в 1960-х было предсказано, что при огромных давлениях сверхпроводником должен быть твердый водород. Такие эксперименты ставили и работающие в Германии Александр Дроздов, Михаил Еремец и их коллеги. Однако вместо чистого водорода между парой алмазных «наковален» они сжали сероводород, показав, что при давлении около 350 тыс. атмосфер он становится сверхпроводящим уже при 190 К.
А недавно Дроздов и Еремец сумели поднять температуру сверхпроводимости сероводорода уже выше 200 К – правда, давление потребовалось еще более сильное. Еще больше повысить его вряд ли удастся: ранее китайские теоретики смоделировали поведение сероводорода при повышенном давлении, предсказав, что его фазовый переход в сверхпроводящее состояние должен происходить именно в районе 191-204 К.
Наука
Дмитрий Шершнёв
