Физик из России раскрыл тайны работы "комнатных" сверхпроводников
Российские ученые предложили новую теоретическую модель, объясняющую существование высокотемпературных сверхпроводников и допускающую возможность создания такого материала, который бы проводил ток без потерь даже при комнатной температуре, сообщает пресс-служба ИМПБ РАН.
За последние годы физики открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах, которая в самых лучших случаях достигает всего минус 70 градусов Цельсия, что уже почти достижимо в природных условиях. Их появление потребовало нового объяснения того, как таким структурам удается проводить ток без видимых потерь, несмотря на то, что они "нарушают" основы первой теории сверхпроводимости, сформулированной еще в конце 1950 годов.
Необычные свойства новых сверхпроводников, как пишет Виктор Лахно из Института прикладной математики РАН в Москве, объясняются сегодня тем, что ученые полагают, что они представляют собой изнутри не трехмерный, а своеобразный двумерный или даже одномерный материал, который состоит из особых квазичастиц-поляронов и который ведет себя как так называемый "конденсат Бозе-Эйнштейна".
Он представляет собой необычную по своим свойствам жидкость, которая ведет себя как один гигантский атом, "размазанный" на огромную площадь, при определенных свойствах обладающий сверхпроводящими свойствами. Проблема, по словам физика, заключалась в том, что ученые не считали, что конденсат Бозе-Эйнштейна может возникать в одномерных или двумерных системах, так как это запрещает теория и расчеты академика Виталия Гинзбурга.
Лахно нашел решение для этой проблемы, математически доказав, что конденсат Бозе-Эйнштейна в данном случае представляет собой особую трехмерную газообразную структуру, состоящее из так называемых биполяронов - особых квазичастиц, возникающих при движении пар электронов через кристаллы или другие материалы.
Как показали расчеты российского физика, подобная форма конденсата Бозе-Эйнштейна может возникать и оставаться относительно стабильной даже при очень высоких температурах, что говорит о реальной возможности создания сверхпроводников, работающих и при комнатных температурах.
"Для создания сверхпроводящего кабеля необходимо использовать особый материал, в котором есть биполяроны, хотя и в очень малом количестве. Их концентрацию можно повысить, не меняя структуру материала, если сделать кабель коаксиальным. Внутренний провод малого диаметра, изолированный от внешнего, будет создавать сильное электрическое поле и притягивать к нему биполяроны", - заключает Лахно, чьи слова приводит пресс-служба института.
