Физики официально побили рекорд высокотемпературной сверхпроводимости

Немецкие ученые достигли новой вехи в области сверхпроводимости — достигли нулевого электрического сопротивления при самой высокой температуре: всего 250 Кельвин, или -23 градуса Цельсия (-9,4 градуса Фаренгейта).

Работой руководил Михаил Еремец, физик из Института химии Макса Планка, который установил предыдущий высокотемпературный рекорд сверхпроводимости в 2014 году на уровне 203 Кельвина (-70 градусов Цельсия).

Сверхпроводимость, впервые обнаруженная в 1911 году, очень любопытное явление. Обычно поток электрического тока сталкивается с определенной степенью сопротивления — например, как сопротивление воздуха отталкивает движущийся объект.

Чем выше проводимость материала, тем меньше электрическое сопротивление, и ток может течь свободнее.

Но при низких температурах в некоторых материалах происходит нечто странное. Сопротивление снижается до нуля, и ток течет беспрепятственно. Это сопровождается тем, что называется эффектом Мейснера — выталкиванием магнитных полей материала при его переходе ниже этой критической температуры — это называется сверхпроводимостью.

Так называемая сверхпроводимость при комнатной температуре, выше 0 градусов Цельсия, является чем-то вроде «грааля» для ученых. Если бы удалось достичь этого, произошла бы революция в электрической эффективности, значительно улучшив электросети, высокоскоростную передачу данных и электрические двигатели.

Над этой проблемой работают многие лаборатории по всему миру.

Еремец и его команда достигли предыдущего рекорда высокотемпературной сверхпроводимости, используя сероводород — да, соединение, которое делает тухлые яйца вонючими — под давлением 150 гигапаскалей (у ядра Земли давление между 330 и 360 гигапаскалями).

Ученые, которые изучают сверхпроводимость сероводорода, полагают, что этот результат возможен, потому что сероводород является настолько легким материалом, что он может вибрировать на высоких скоростях, что означает более высокие температуры — но необходимо давление, чтобы он не вибрировал сам по себе.

В новом исследовании использовался другой материал, называемый гидридом лантана, под давлением около 170 гигапаскалей. Ранее в этом году команда сообщила, что достигла сверхпроводимости при использовании этого материала при температуре 215 Кельвин (-58,15 °C, -72 °F) — и теперь, всего через несколько месяцев, они улучшили этот результат.

Статья была опубликована в журнале Nature, а препринт доступен на сайте arXiv.