​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

  • 15/01/2018

    Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия

    ​Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия.
    859
  • 25/04/2019

    Грант от РФФИ на исследование камер сгорания с ультранизким уровнем выбросов загрязняющих веществ

    ​Научный коллектив Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») получил поддержку Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) на проведение научного исследования: «Анализ связей и закономерностей процессов турбулентного горения ультрабедных газовых смесей и гидродинамики течения для формирования облика перспективных полноразмерных малоэмиссионных камер сгорания с ультранизким уровнем выбросов вредных веществ и устойчивым процессом горения».
    384
  • 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.
    921
  • 20/03/2015

    Сибирские ученые приняли участие в международной выставке "Фотоника. Мир лазеров и оптики"

    ​В мероприятии, посвященном новейшим разработкам в области оптической, лазерной и оптоэлектронной техники, участвовали 9 институтов из Новосибирска, Томска и Кызыла. Как сообщает сайт Сибирского отделения Российской академии наук, стенд СО РАН в этом году занимала бОльшую площадь, чем в прошлом, что позволило с комфортом разместить экспонируемые образцы.
    882
  • 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.
    626
  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального.
    856
  • 19/08/2019

    Ученые создадут наноэлементы, способные в десятки раз увеличить скорость работы гаджетов

    ​Специалисты Института физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) работают над созданием наноструктур для цифровой и квантовой электроники, которые в десятки раз увеличат скорость работы устройств и повысят их энергоэффективность.
    153
  • 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.
    1428
  • 28/05/2019

    Российские ученые нашли способ сделать металл прочнее

    ​Один из самых перспективных материалов для авиационной и автомобильной промышленности — алюминий. Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» нашли простой и эффективный способ укрепления композитных материалов на его основе.
    235
  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    295