Физик указал путь к «комнатной» сверхпроводимости
Сделанные русским физиком расчеты говорят, что сверхпроводимость при комнатной температуре вероятна, и искать ее следует в «долгих страйпах» – локальных одномерных деформациях кристаллической решетки. Об этом информирует пресс-релиз Университета математических неприятностей биологии РАН.
Конденсат Бозе – Эйнштейна
© NIST/JILA/CU-Boulder
Главная сейчас теория сверхпроводников – теория Бардина – Купера – Шриффера, известная как теория БКШ, была сформулирована к началу 1970-х. Она предусматривает невозможность происхождения сверхпроводимости при температуре выше нескольких кельвинов (около ?270°C).
Но в последующие десятилетия физикам-экспериментаторам удалось добиться результата сверхпроводимости и при намного более больших температурах. Уже во второй половине 80-ых годов двадцатого века Карл Александр Георг и Мюллер Беднорц нашли первое соединение из класса высокотемпературных сверхпроводящих купратов La2-xBaxCuO4 (при ?243°C).
А в 2015 году ученые продемонстрировали, что сероводород делается сверхпроводящим при температуре 203 кельвина (?70,15 °C), действительно, для это необходимо давление в 150 гигапаскалей (около 1,5 млн. воздухов).
Подробнее о борьбе ученых за сверхпроводимость при комнатной температуре возможно прочесть в отечественном особом очерке.
Эти опыты привели к множеству вариантов новых объяснений механизма сверхпроводимости. Сейчас врачом физико-математических наук Виктором Лахно, начальником лаборатории квантово-механических совокупностей Университета математических неприятностей биологии РАН вычислена возможность помощи сверхпроводимости при комнатной температуре в страйпах.
Посредством современных микроскопов возможно заметить, что переходу в сверхпроводящее состояние в кристаллической решетке вещества сопутствует образование страйпов. Страйпы – это локальные одномерные деформации решетки.
Они маленькие – пара нанометров – и сверхпроводящие. «В соответствии с взятым расчетам в страйпах вероятно существование сверхпроводящего бозе-конденсата», – прокомментировал доктор наук Виктор Лахно. Результаты в корне отличаются от того, что предписывает теория БКШ.
Конденсат Бозе – Эйнштейна – это пятое агрегатное состояние материи, которое было предсказано Альбертом Эйнштейном в 1925 году на базе работ индийского физика Бозе. Сам конденсат был взят через 70 лет, в 1995 году Корнеллом и Виманом.
Ученые применяли газ из атомов рубидия, охлажденный до фактически полного нуля (1,7?10-7 кельвинов). Бозе-конденсат характеризуется тем, что все частицы движутся согласованно. Они формируют одну квантово-механическую волну и ведут себя как одна огромная частица.
Все они в один момент находятся в одном и том же месте, и любая из них «размазана» по всей области пространства. Лахно математически доказал, что квантовый бозе-газ из трансляционно-инвариантных биполяронов в одномерном проводнике может образовывать бозе-конденсат.
Полярон – квазичастица, складывающаяся из возмущений и электронов, каковые он создаёт, пролетая через кристаллическую решетку. Такие возмущения именуют фононами.
Ввел понятие полярона коммунистический физик Соломон Пекар во второй половине 40-ых годов двадцатого века, в будущем теория поляронов взяла серьёзное развитие в работах Александра Тулуба, отыскавшего новое ответ задачи о поляроне при сильного сотрудничества электрона с решеткой. Биполярон это два полярона, связанных между собой фононным сотрудничеством.
Виктору Лахно удалось продемонстрировать, что биполярон может владеть свойством трансляционной инвариантности, другими словами воображать собой плоскую волну, бегущую в кристаллической решетке. Ученый теоретически доказал, что трансляционно-инвариантные биполяроны смогут создавать устойчивый бозе-конденсат в страйпах кроме того при комнатной температуре.
Соответственно сверхпроводимость при этих температурах вероятна.
Ученый растолковывает: «Ранее считалось, что сверхпроводимость вероятна лишь в маленьких страйпах, а в долгих она исчезает, исходя из этого вопрос о создании неестественных страйпов громадной длины ни при каких обстоятельствах не появлялся и не ставился. Но результаты данного изучения, наоборот, говорят, что высокотемпературный сверхпроводник обязан включать в себя долгие страйпы, каковые смогут быть созданы с применением способов современной нанотехнологии».
Сейчас дело за практиками – необходимо создать материалы с долгими страйпами. на данный момент на современном уровне нанотехнологий это в полной мере реально.
Работа Виктора Лахно размещена в издании SpringerPlus
Источник: polit.ru
Использование сверхпроводников — Владимир Пудалов
