Считалось, что это нереально: физики нашли новые свойства сверхпроводников

Учёные сделали важное открытие, связанное со сверхпроводимостью при значительно более высокой температуре, чем считалось возможным.

Физики обнаружили, что электроны объединяются в пары, как в сверхпроводящих материалах, но в неожиданном материале и при температуре, гораздо превышающей ту, при которой обычно возникает сверхпроводимость.

Сверхпроводимость — это явление, при котором электроны движутся через материал без сопротивления и, соответственно, без потери энергии. Это свойство встречается у разных материалов, но обычно только при экстремально низких температурах, близких к абсолютному нулю (-273,15 °C), и при очень высоком давлении.

В ходе исследования физики изучали кристалл на основе меди, известный как оксид неодима, церия и меди. Этот материал проявляет сверхпроводимость при низких температурах, но становится более устойчивым к ней по мере их повышения.

Для возникновения сверхпроводимости электроны должны образовать так называемые куперовские пары, путём запутывания их квантовой идентичности. Обычные сверхпроводники, работающие при температурах ниже –248 °C, используют колебания в материале для этого запутывания. Купраты, такие как оксид неодима, церия и меди, проявляют сверхпроводимость при температурах до –143 °C, но механизм спаривания электронов в этих материалах остаётся до конца неясным.

Исследуемый оксид неодима, церия и меди ведёт себя как обычный сверхпроводник, не проявляя сверхпроводимости при температурах выше -248 °C. Когда электроны в этом материале начинают запутываться, они становятся менее устойчивыми к выбросу из материала при повышении температуры, что замедляет потерю энергии. Этот процесс известен как разрыв спаривания.

Физики наблюдали, как их материал сохраняет больше энергии при температуре до –133 °C, что значительно выше температуры перехода в сверхпроводящее состояние в –248 °C. Это свидетельствует о том, что электроны формируют куперовские пары даже при довольно высоких температурах.

Хотя точная причина образования этих пар пока не установлена, и сам материал может не привести к созданию сверхпроводников, работающих при комнатной температуре и обычном давлении, это открытие — важный шаг в этом направлении.

Сверхпроводимость при комнатной температуре — это давняя мечта физиков, которая могла бы обеспечить 100-процентную энергоэффективность и позволить создавать новые технологии и материалы. Наблюдение особенностей сверхпроводимости при высоких температурах даёт надежду на создание более эффективных сверхпроводников в будущем.

Хотя электроны в этом материале ещё не достигли состояния потока без сопротивления, их объединение в пары является критически важным этапом на пути к этому. По мнению учёных, если удастся найти новый метод синхронизации электронных пар, это поможет создать сверхпроводники, работающие при более высоких температурах.

Читать далее:

Оказалось, Вселенная просто не должна существовать: физики сделали новое открытие

Квантовый мир оказался еще более странным: как новое явление меняет физику

Самая мощная вспышка на Солнце попала на видео: когда ждать магнитных бурь

Обложка: Kandinsky by Sber AI

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
«Уэбб» раскрыл тайну центра Млечного Пути: почему там формируется слишком мало звезд
Космос
Рак распространяется как сеть: российские ученые наблюдали в 3D особенности развития опухолей
Наука
Солнечная буря сдавила магнитное поле Юпитера «как гигантский мяч для сквоша»
Космос
Анализ крови определяет стадию болезни Альцгеймера с точностью 92%: это поможет подобрать терапию
Наука
ИИ впервые прошел тест Тьюринга: GPT-4.5 обманул людей в 73% случаев
Новости
В Сколково нашли способ увеличить емкость суперконденсаторов для электромобилей
Наука
ИИ ускорил поиск дефектов трубопроводов в 30 раз
Новости
Под пирамидами Гизы нашли «скрытый город», но с учеными согласны не все
Наука
В Земле нашли «червоточину»: что происходит с литосферой
Наука
Появились новые фото угрожающего Земле астероида
Космос
Российский ИТ-рынок замедляется: почему это происходит и что дальше
Новости
«Яндекс» запустил конкурента Google и ChatGPT: чем отличается и как работает
Новости
Трагедию с Xiaomi на автопилоте начали расследовать в Китае
Новости
Посмотрите, как выглядит самый быстрый пассажирский самолет в мире
Новости
Странная форма материи меняет планеты: как она повлияет на Землю
Космос
Новые фотодиоды в 10 раз чувствительнее аналогов: они пригодятся в медицине
Наука
В России создадут региональный совет по дронам: зачем он нужен
Новости
Государство компенсирует бизнесу 20% затрат на роботов: как работает система
Новости
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука