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
Контур.Толк запускает бесплатную версию для онлайн-встреч без ограничений по времени
Технологии
Starship довезет пассажиров из Европы в США за полчаса на скорости 27 000 км/ч
Новости
Новое приложение для видеокарт GeForce от Nvidia уже доступно для скачивания
Новости
Rutube упростил подачу сведений о блогерах в Роскомнадзор
Новости
Бюджетный термоядерный реактор смог удержать плазму при 300 000 °С 
Новости
Посмотрите на картину робота-художника: ее продали 1 000 000 долларов
Новости
Илона Маска назначили в Белый дом: какие планы у миллиардера в правительстве Трампа
Новости
Ученая вылечила собственный рак с помощью вирусов из лаборатории
Наука
Платформу китайского гуманоидного робота открыли для всех разработчиков
Новости
Серферов от нападения гигантских акул защитят светодиодами
Наука
Физики создают «световые ураганы», чтобы ускорить передачу данных
Наука
Астрономы усомнились во влиянии темной материи в формировании галактик
Наука
Нейроны растут в четыре раза дальше во время тренировки, выяснили в MIT
Наука
Скорость потепления пересмотрели: мир на грани ограничений Парижских соглашений
Наука
Робот-хирург научился оперировать после просмотра видео
Новости
Найден «межзвездый туннель» от Солнечной системы к соседней звезде
Космос
Стартовал конкурс на открытие центра развития промышленной робототехники
Иннополис
Магнитные мышцы для роботов держат вес в 1000 раз больше собственного
Новости
LG показала гибкий дисплей: он растягивается на 50%, складывается и скручивается
Новости
Уран оказался не таким, как считали ученые
Космос