​Американские исследователи создали сверхпроводник на базе соединения лантана и водорода, сохраняющий свои свойства при температуре всего в минус 13 градусов Цельсия. Результаты первых опытов с ним были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

"Реализация мечты о "комнатной" сверхпроводимости, по всей видимости, уже не за горами. Недавно команда Виктора Стружкина создала одно из предсказанных нам веществ, сохраняющее подобные свойства при 13 градусах мороза", - рассказал Артем Оганов, профессор МФТИ и "Сколтеха", выступавший с лекцией на "Открытой Лабораторной" в здании Российского научного фонда.

За последние годы физики открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах. В самых лучших случаях она достигала примерно минус 70 градусов Цельсия, что уже почти достижимо в природных условиях. К примеру, такие свойства были открыты три года назад российскими и немецкими химиками у обычного сероводорода, сжатого до миллиона атмосфер.

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 50 годов.

Год назад Оганов и его коллеги обнаружили, просчитывая свойства различных соединений водорода и тяжелых металлов, что подобными свойствами обладают соединения водорода и некоторых элементов с особой структурой электронных оболочек, таких как уран, актиний, лантан, иттрий, натрий и некоторые другие металлы.

Руководствуясь этой идеей, ученые просчитали сверхпроводящие свойства соединения актиния и 16 атомов водорода. Как показали этим расчеты, подобное вещество будет оставаться сверхпроводником даже при типично зимних температурах воздуха, около 22 градусов Цельсия ниже нуля, при условии, если его при этом будут сжимать до давлений, близких к полутора миллионам атмосфер.

Схожим образом, как они выяснили позже, должен вести себя лантан, "сосед" актиния по таблице Менделеева. Его соединение с аналогичным числом атомов водорода, в соответствии с расчетами Оганова и его команды, должно было сохранять сверхпроводящие свойства при температуре в минус 30 градусов Цельсия и давлении в два миллиона атмосфер.

Оставалось решить "техническую задачу" - понять, как можно сжать лантан и водород до таких давлений и при этом заставить их соединиться друг с другом. Стружкин и его коллеги по Институту науки Карнеги в Вашингтоне (США) справились с этой задачей, создав специальную лазерную установку для этой цели.

Как объясняют физики, она разогревала металл до температуры в 1500 градусов и заставляла его поглощать водород, не разрушая при этом электроды, подключенные к нему для проведения последующих замеров.

Получив это соединение, ученые начали охлаждать его и наблюдать за тем, когда его сопротивление упадет до нуля. Оказалось, что это произошло не при минус 30 градусах, а уже при минус 13 градусах Цельсия. При этом состав этого вещества был ближе к LaH12, чем к LaH16.

Что интересно, последующие циклы нагрева и охлаждения не уничтожили сверхпроводимость, но интересным образом повлияли на температуру перехода - она стала ниже на 15 градусов и достигла значений, предсказанных алгоритмом Оганова. Каждый такой цикл немного, но ухудшал свойства материала.

Почему это так происходит, ученые пока не знают, так как теория не предсказывает, что структура супергидрида лантана должна как-то меняться при нагреве или охлаждении. Как надеются Стружкин и его коллеги, последующие опыты помогут им раскрыть эту загадку и открыть другие соединения водорода и металлов, обладающие уже настоящей "комнатной" сверпроводимостью.

Похожие новости

  • 19/01/2018

    В России создаются двигатели для гиперзвуковых ракет будущего

    ​Прошли успешные испытания так называемых детонационных ракетных двигателей, давшие очень интересные результаты. Опытно-конструкторские работы в этом направлении будут продолжены. Детонация - это взрыв.
    1186
  • 09/07/2018

    Впервые высокодетальный снимок со спутника Аист-2Д принят российским комплексом космического мониторинга «Лоретт»

    Высокодетальный снимок с российского спутника Аист-2Д принят лабораторным комплексом космического мониторинга «Лоретт» (LoReTT - Local Real Time Tool). Аппарат Аист-2Д передал данные на территорию города Перт (Австралия) 15 июня 2018 г.
    367
  • 20/12/2018

    Российские ученые смогут предотвращать авиакатастрофы в условиях обледенения

    Ученые Института прикладной астрономии РАН и Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН запатентовали аппарат прогнозирования обледенений, который сделает использование дорогих реагентов рациональным и предотвратит крушения сотен самолетов.
    746
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    459
  • 18/09/2018

    Директор ИАиЭ СО РАН Сергей Бабин принял участие в заседании научно-технического совета АУ «Технопарк – Мордовия»

    13-14 сентября в Саранске прошло VI заседание Научно-технического совета (НТС) АУ «Технопарк - Мордовия». Мероприятие было посвящено рассмотрению вопроса «Цифровая повестка в волоконной оптике». Ведущие российские учёные и специалисты в сфере научно-технической и инновационной деятельности обсудили завершение проекта по созданию Инжинирингового центра волоконной оптики, работа которого напрямую связана с задачей по построению цифровой экономики, поставленной Президентом России.
    419
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    501
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    1160
  • 22/12/2017

    Новосибирские физики сконструируют для лунной базы солнечные батареи

    ​Освоение других планет - давняя мечта человечества. Но ее невозможно реализовать, не решив энергетическую проблему. Новосибирские физики предложили способ усовершенствовать солнечные батареи для работы в космосе.
    687
  • 04/12/2018

    В новосибирском Академгородке внедрили инновационную систему освещения улиц

    "Установка новой системы наружного освещения в Академгородке - хороший пример эффективного применения разработок новосибирских инновационных компаний для городского хозяйства", - считает мэр Анатолий Локоть, который оценил преимущества нового светового оборудования в ходе выездного совещания.
    883
  • 29/08/2018

    В Новосибирске собираются построить аэродинамическую трубу для изучения обледенения самолетов

    ​Аэродинамическую трубу для изучения процессов обледенения при взлете и посадке самолетов планируется построить в новосибирском Академгородке, сообщил агентству "Интерфакс-Сибирь" научный руководитель Института теоретической и прикладной механики им.
    658