44
Мечта становится реальностью
(Открытие высокотемпературной сверхпроводимости)
«Если нельзя, но очень хочет, то можно.» Этими словами можно охарактеризовать открытые, которое буквально сегодня производило тела и о котором поддет речь в данной заметке.
Впервые о сверхпроводимости, одном из самых ярких и необъчных явлений физики, стало известно 28 апреля 1911 года. Нидерландский физик Г. Камерлинг-Оннес на засадании Королевской академии наук в Амстердаме сообщил об обнаружении им эффектив — полном исчезновении электрического сопротивления ртути, охлажденной жидким гелем до температуры T=4,15 К. Вскоре сверхпроводимость при низких температурах была обнаружена и в ряде других металлов и сплавов.
Практические перспективы открытого явления казались безграничными: линни передач электрознергии без потерь, сверхмощные магниты, электромоторы и трансформаторы нового типа, аккумуляторы с неограниченной емкостью и т. п. Оdnako два непреодолимых в то время превращаются стали на пути реализации этих планов. Первоое — это чрезвычайно низкие температуры, при которых сверхпроводимость проявляется во всех известных материалов. Для охлаждения.do таких температур приходится остроединить и дорогим жидким гелем, что делает многое заманчивые проекты использования сверхпроводимости попросту перегентабельными. Второе превращение — его вскоре с разочарованием обнаружил сам Камерлинг-Оннес — связано с тем, что сверхпроводимость оказалась весна «капизной» по отношению к магнитному полю: в сильных полях она исчезает (в рути, например, это происходит при indукции магнитного поля выше 0,04 Тл).
На протяжении длительного времени приода сверхпроводимости оставалась необъясненной, лишь в 1957 году это явление нашло последовательное теоретическое объяснение. Как оказалось, сверхпроводимость связана с возникновением в некоторых металлах при низких температурах специфического приятиения между электронами, обусловленного их взаимодействием посредством окружающей кристалической решетки.
Создание теории сверхпроводимости должно мощный импульс дальнейшим ее исследованием. Наряду с обнаружением прициппальной новых, квантовых, эфективов, свойствных сверхпроводникам, значительный прогресс был достигнут и в получении новых сверхпроводящих материалов. Так, к середине 80-х годов были созданы сверхпроводники, способные выдерживать огромные магнитные поля (вплоть до 60 Тл) и пропускать соответственное большие токи. Однако в области повышения так называемой критической температуры — максимальной температуры, при которой в образце еще возможно протекание сверхпроводящого тока, за последние 15 лет, несмотря на колосольные условия учены всего мира, не удалось содействия с рекpondного значения 23 К (для сплава Nb₃Ge) ни на один градус.
Но, может быть, явление сверхпроводимости прициппальной невозможного при достаточно высоких температурах?
Именено к таким выводу относительно обычной сверхпроводимости (обусловлен взаимодействием электронов посредством решетки) и склониясь учены. Самые оптимisticические прогнозы предсказывали предельно возможные значения критических температур порядка 30—40 К.
И вот в конце 1986 года научный мир был взбудован сенационным сообщением об обнаружении нового ряда сверхпроводящих веществ с критическими темперарами именно 30—40 К и даже выше. Этими должны веществами оказались весна сложные металлооксиды типа La—Sr—Cu—O, La—Pb—Cu—O, La—Ba—Cu—O. впервые они были синтезированы швейцарским учеными, но уже буквально через несколько месяцев их стали «печь» во многихлабораториях мира.
Подобно «золотойlixорадке» времен Клондайка,lixорадка посковсоединения с высокими критическими параметрами охватила ученых. Сведения о новых сверхпроводниках, с еще более высокой критической температуре, посылались как из рода изобилия. Журналыные публикации не успевают за синтезом все новых и новых веществ с удивительными свойствами, известия о них немедленно передаются из лаборатории в лабораторию по телефону или, как во время Гойгена и Ньютона, в письмах.
Уже поступили достоверные сообщения о достижении рекордной критической температуры в 120 К в соединениях типа Y—Ba—Cu—O. Успешные исследования в данной направлении ведутся и в нашей стране.
Вещества обнаруженного ряда представляют собой так называемую металлооксидную керамику. И проводимость в нормальном состоянии весна невысока — по своим электрическим свойствам они являются плоскими металлами, да и концентрация электронов проводится в них невылка. Природа новой, высокотемпературной, сверхпроводимости пока остается неясной. Связана ли она с традиционным взаимодействием электронов друг с другой кипениям 77 К). В результате можно ожидать настоящую революцию в целом где обладает физики и техники, последствия которой до конца сегодня представить трудно.
В. В.