Известный российский физик-теоретик Виктор Лахно нашел объяснение тому, почему некоторые недавно открытые высокотемпературные сверхпроводники сохраняют свои свойства при почти "комнатных" температурах. Его выкладки были опубликованы в журнале Physica C: Superconductivity and its applications.
Как объясняет ученый, за последние годы его коллеги-экспериментаторы открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах. Сейчас она достигает всего минус 70 градусов Цельсия при нормальном давлении, и минус 13 градусов – при очень сильном сжатии материала. Это дает надежду на создание первых реальных "комнатных" сверхпроводящих материалов.
Их появление потребовало нового объяснения того, как таким структурам удается проводить ток без видимых потерь — сам факт того, что они существуют, никак не укладывается в рамки первой теории сверхпроводимости, сформулированной еще в конце 1950 годов.
Необычные свойства новых сверхпроводников, как пишет Лахно, могут объясняться тем, что они представляют собой изнутри не трехмерный, а своеобразный двумерный или даже одномерный материал. Он состоит из особых квазичастиц-поляронов, возникающих внутри него в результате движения электронов, и при этом он ведет себя как так называемый "конденсат Бозе-Эйнштейна".
Данная форма материи представляет собой необычную по своим свойствам жидкость, которая ведет себя как один гигантский атом, "размазанный" на огромную площадь, при определенных свойствах обладающий сверхпроводящими свойствами.
Проблема, по словам физика, заключалась в том, что ученые не считали, что конденсат Бозе-Эйнштейна может возникать в одномерных или двумерных системах, так как это запрещает теория и расчеты академика Гинзбурга.
Два года назад Лахно показал, что подобные двумерные и одномерные конденсаты могут существовать внутри особых структур, страйпах и кластерах, существующих внутри многих высокотемпературных сверхпроводников.
Новая версия этой теории, как отмечает физик, способна объяснить существование не только относительно "холодных" высокотемпературных сверхпроводников на базе соединений меди, но и недавно открытых соединений актиния и водорода, сохраняющих такие свойства при почти комнатных температурах.
Эта теория, в частности, объясняет то, почему высокая масса пар этих квазичастиц, так называемых биполяронов, не мешает возникновению сверхпроводимости при высоких температурах и раскрывает некоторые особенности в поведении нескольких реальных материалов такого типа.
"Я сделал акцент на том, что электрон — это волна. Если это волна, значит нет никакого преимущественного места в кристалле, в котором бы он локализовался. Он везде существует с равной вероятностью. На основе новой теории можно строить новую теорию сверхпроводимости. Она объединяет все лучшие черты современных концепций", — рассказывает ученый, чьи слова передает пресс-служба Института математических проблем биологии РАН.
Ее выкладки, как отмечает физик, не расходятся с теми результатами замеров свойств высокотемпературных сверхпроводников, которые проводили его коллеги-экспериментаторы в последние годы, что не характерно для остальных теорий сверхпроводимости. Это позволяет использовать идеи Лахно для поиска новых материалов такого типа, действительно способных работать при комнатных температурах.
По информации https://ria.ru/20190327/1552150992.html
Обозрение "Terra & Comp".
