Учёные добились сверхпроводимости при рекордно высокой температуре: 203 К, или -70°C. Для этого они использовали H2S – сероводород, известный нам, в частности, по запаху тухлых яиц. Подвох в том, что этот газ становится сверхпроводящим, лишь будучи сжатым до гигантских давлений в 100 ГПа.
Учёным из Института химии им.Макса Планка в Германии (Михаил Ереметц (Mikhail Eremets), Александр Дроздов (Alexander Drozdov) и другие) пришлось сконструировать особую камеру для достижения подобных давлений. Сжатие в ней обеспечивают два алмаза, а электроды сделаны из титана с золотым покрытием.
Физика твёрдого тела уже давно стремится создать сверхпроводник, работающий при комнатной температуре. Такой материал сможет дать толчок новому витку технологического прогресса. К сожалению, найти подходящий материал оказалось очень трудно.
До экспериментов с сероводородом неплохие результаты показывали сверхпроводники на основе меди, которые работали при температурах порядка 133 К при атмосферном давлении, и достигали температур в 164 К при высоком. Но все теоретические расчёты указывают на то, что идеальным сверхпроводником был бы металл, полученный из водорода. К сожалению, такой металл получить крайне сложно. Зато можно попытаться получить металл на основе водородных соединений.
На данном этапе исследований практика слегка обгоняет теорию – не совсем понятно, что происходит в крошечном кусочке образца, подвергающемся такому гигантскому давлению. Возможно, H2S превращается в H3S. Зато он совершенно точно превращается в сверхпроводник. В экспериментах 2014 года с сероводородом команде учёных удалось достичь температуры в 190 К, сейчас же этот показатель подняли на 13 градусов – до 203 К.
Естественно, о каких-либо практических применениях этого эксперимента говорить ещё слишком рано. Температуры в -70°C встречаются на нашей планете в естественной среде, но давление в 100 ГПа находится за пределами реальных технологий. Тем не менее, сам факт достижимости таких температурных показателей вдохновляет учёных на новые поиски и эксперименты. Следующие кандидаты на соединение с водородом в поисках идеального сверхпроводника – это платина, калий, селен и теллур.
Комментарии (26)
ruikarikun
18.08.2015 22:53+9>>>будучи сжатым до гигантских давлений в 100 ГПа
Для понимания величины: давление на полпути к центру Сатурна составляет порядка 300 ГПа.
coolspot
19.08.2015 04:57+16Для понимания величины: 100 ГПа это около 1019 тонн на квадратный сантиметр.
not_ice
19.08.2015 09:49+6Если так, то не могут ли на Сатурне спонтанно возникать области сверхпроводимости (я так понимаю температура там тоже значительно ниже 0'С)?
Gorthauer87
19.08.2015 10:30+3В ядре, я так понимаю, она наоборот намного выше. Теоретически, там должен быть металлический водород, а как он себя ведёт неизвестно.
Интересно, а что с гелием при таких давлениях случается?
DeanUA
18.08.2015 23:03+1>идеальным сверхпроводником был бы металл, полученный из водорода. К сожалению, такой металл получить крайне сложно.
Можете об этом рассказать, если не сложно?
MaximChistov
18.08.2015 23:04+15SLY_G-то?) он только чужое репостит, зачастую не указывая реальных авторов
Vestild
18.08.2015 23:16Вроде как сильно сжатый водород показывает свойства близкие к металлам.
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4a5b
19.08.2015 01:20en.wikipedia.org/wiki/Metallic_hydrogen#Superconductivity
«In 1968, Neil Ashcroft put forward that metallic hydrogen may be a superconductor, up to room temperature (~290 K), far higher than any other known candidate material. This stems from its extremely high speed of sound and the expected strong coupling between the conduction electrons and the lattice vibrations»
— по мотивам статьи Ashcroft, N.W. (1968). «Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor?». Physical Review Letters 21 (26): 1748. Bibcode:1968PhRvL..21.1748A. doi:10.1103/PhysRevLett.21.1748.
ABSTRACT Application of the BCS theory to the proposed metallic modification of hydrogen suggests that it will be a high-temperature superconductor. This prediction has interesting astrophysical consequences, as well as implications for the possible development of a superconductor for use at elevated temperatures.
vilgeforce
18.08.2015 23:13-1«К сожалению, найти подходящий материал оказалось очень трудно. » из этой фразы какбэ следует вывод что все-таки найти получилось…
kay
18.08.2015 23:35> Но все теоретические расчёты указывают на то, что идеальным сверхпроводником был бы металл, полученный из водорода.
Ссылку на расчеты можно?
UPD: выше уже отписалисьa5b
19.08.2015 01:26Более современные расчеты (с доступным текстом «статьи») — www.nature.com/nature/journal/v431/n7009/abs/nature02910.html
Egor Babaev, Asle Sudbo, N. W. Ashcroft, A superconductor to superfluid phase transition in liquid metallic hydrogen / Letters to Nature // Nature 431, 666-668 (7 October 2004) | doi:10.1038/nature02910; Received 22 June 2004; Accepted 2 August 2004
«Specifically, we show that liquid metallic hydrogen cannot be categorized exclusively as a superconductor or superfluid. We predict that, in the presence of a magnetic field, liquid metallic hydrogen will exhibit several phase transitions to ordered states, ranging from superconductors to superfluids.»
(www.physics.buffalo.edu/weinsteinlab/webpage/papers/papers/nature02910.pdf)
horlon
19.08.2015 09:09Здесь только изобретают, а где-то уже линии електропередач строят на сверхпроводнике Здесь статья (24.10.2010)
beeruser
19.08.2015 15:25«В данный момент в мире испытано три достаточно больших кабеля: 200 метров в штате Огайо, 350 метров на севере штата Нью-Йорк в городе Олбани и вот 600-метровый на Лонг-Айленде в Нью-Йорке. „
a5b
19.08.2015 16:59200 метров в Москве (20кВ) — expert.ru/expert/2010/04/ispytana_novaya_liniya — испытали и собирались установить на подстанции 110 кВ «Динамо» в 2011-2012 гг.
www.vniikp.ru/cable2.phtml?item_id=1998
В настоящее время в мире ведется более 10 проектов по созданию сверхпроводящих силовых кабелей. В 2006 году две сверхпроводящие кабельные линии длиной 200 и 350 метров были введены в эксплуатацию на подстанции Биксби, штат Огайо (68 МВА) и в г. Олбани, штат Нью-Йорк (48 МВА). В начале 2008 года запущена в эксплуатацию крупнейшая линия длиной 600 метров мощностью 574 МВА в системе питания Нью-Йорка.
id9999
22.08.2015 14:07> создать сверхпроводник, работающий при комнатной температуре.
Я вот далек от данной области… А теоретически доказана возможность существования подобного сверхпроводника? И возможно ли это выяснить теоретически?isden
22.08.2015 14:31+2В википедии пишут интересные вещи:
Полностью удовлетворительная микроскопическая теория сверхпроводимости в настоящее время отсутствует
…
Первой теорией, претендующей на микроскопическое объяснение причин возникновения сверхпроводимости, была теория Бардина — Купера — Шриффера, созданная ими в 50-е годы XX столетия. Эта теория получила под именем БКШ всеобщее признание и была удостоена в 1972 году Нобелевской премии.
…
Теория БКШ оставила без ответа некоторые вопросы. На её основе оказалось невозможно решить главную задачу — объяснить, почему конкретные сверхпроводники имеют ту или иную критическую температуру.
…
Основную проблему для теории БКШ представляет существование высокотемпературной сверхпроводимости, которую этой теорией описать не получается.horlon
25.08.2015 12:08-2На мой личный взгляд, сверхпроводник полученный понижением температур имеет такие свойства благодаря именной пониженной температуре. А сверхпроводник при комнатной температуре не будет иметь таких же свойств (ну не знаю… допустим не будет «летать» в магнитном поле...), о кроме сверхпроводимости.
mwizard
25.08.2015 12:17+1Но разве полеты в магнитном поле не являются прямым следствием сверхпроводимости? :)
isden
25.08.2015 12:21+1Я так понимаю, полное либо частичное вытеснение магн. поля — это свойство именно сверхпроводников.
См. здесь.
Температура тут, как я понимаю, не принципиальна, важен сам факт перехода в это состояние. Хотя я не спец, просто маску нашел в кладовке. Могу и ошибаться.horlon
25.08.2015 12:49-2Мне «почему-то» кажется, что сверхпроводники при комнатной температуре не будут нагреваться и не будут вызывать магнитное поле.
Chijikson
Михаил Еремец и Александр Дроздов? Можно о них поподробнее?
Lorien_Elf
У них там вообще отличная компания собралась: Drozdov, A. P., Eremets, M. I., Troyan, I. A., Ksenofontov, V. & Shylin, S. I. (...)
К сожалению только Еремец указан на сайте института, и там только контакты.