Superprevodnost pri sobni temperaturi kovinskih dielektričnih plasti. Upravljanje superprevodnika, ki deluje pri sobni temperaturi

V naravi je vse urejeno veliko lažje kot oseba v svojem razmišljanju. Na primer, vsi so mučeni z vprašanjem - kaj je superprevodnost? Zakaj se pojavi Prevod Samo as. Nizke temperature ? In je bilo mogoče tretje vprašanje Soba SuperConductivity.? Poglejmo skupaj.

Pri izdelavi sodobnih magnetov se v želeno obliko pritisne mešanico potrebnih praškov, nato pa se vstavi v tuljavo, dajte zagon, magnet pa je pripravljen. Vpraša se - zakaj je energija v telesu trajnega magneta? Za odgovor na to vprašanje Naredimo drugo izkušnjo. Na The superprevodniki Prstan v kriostatu zavijte žico in se povežite z nabitim kondenzatorjem. Ko je tok, ki je v njem, se pojavi superprevodnja tok in, kot v magnetu, se močno magnetno polje in še naprej dolga leta. Odgovor na zadnje vprašanje je izjemno preprost. V stalnem magnetu, ko je tok okvarjen, podobno superprevodnja Toki, samo v količinah atomov in domen, ki jih vizualno zaznamo s pomočjo železnega prahu na magnetni pol, in je treba opozoriti, da je vse to pri sobni temperaturi in višje do točke Curie. Za magnete je ta Curie kritična temperatura izginotja magnetizacije, podobno kot za vse Superconductor. T c - jasna temperatura prehoda na običajen dirigent.

Razvoj znanstvenega znanja nima cestne ceste. Včasih raziskovalec, ki je odprl novo temeljna smer V znanju ga obravnava v najbolj poenostavljeni obliki na podlagi redkih eksperimentalnih podatkov, ki jih je nabral ta čas. Nadalje, taka oblika, ki ni vedno zvesta, pobrala z drugimi podobno mislečimi ljudmi in sčasoma menijo, da so takšne podrobnosti in močni matematični aparati, ki lahko prikrijejo svoje pomanjkljivosti, da je razvoj teorije že samodejno. To se je zgodilo z elektronsko prevodnostjo prijatelja, kjer se energija v dirigentu prenese samo z elektroni. Vrnite se v takšno stanje na izvirne, bolj zveste položaje, postane precej težka stvar; Usposabljanje, porabljeno z več generacijami, se samo posreduje na polnem slemu, kot se je zgodilo Superprevodnost.

Strinjam se, da je električni tok energije vzdolž dirigenta. Elektron ne more biti nosilec energije v vodnikih, saj ima stalno dajatev 1.6.10 -19 Coulomb, ki ne more biti brez narave, ki ni primerna za prenos energije. Iz nekega razloga nihče ne zmede, da se elektron v vodniku premakne v nasprotno smer od minus do plus, čeprav energija (uveljavljena s prakso) prihaja iz plus na minus (kot v atomu - od jedra do elektronov) . Poleg tega eksperimentalno potrjeno, - hitrost elektrona tudi v kovini ne presega 0,5 mm / s, energija v vodniku pa se prenese s hitrostjo svetlobe. V sinhrotronske pospeševalce, radiofrekvenčni elektromagnetni val povleče elektron žarek, da jih pospeši, in ne obratno. Tukaj je vloga lokomotive vlaka v valu, elektroni so vagoni. Poleg tega so priključeni zunanji elektroni vodnika atomov kemični vezi, in je znano, da ko se gibljivega toka premika, mehanske lastnosti vodnika ne spreminjajo in največ, na katere elektroni lahko skočijo iz atoma na atom. Elektron lahko shranjuje energijo samo v trdnost (hitrosti) svojega gibanja, in pri zaviranju, spustite v obliki majhnega kaotičnega elektromagnetnega vala svetlobe, ki jo vidimo na primer spirale električne žarnice. Ista stvar se dogaja v vseh vodnikih, postane jasna s kratko zaprtjem, ko vodnik gori s svetlim sijajem. In zadnji. Tudi Hertz na zori električne opreme je iztekel izkušnjo, kjer je v elektrolinu, zelo jasno, preprosto vrzel v iskri, je pokazala, da se energija prenese ne le z žicami, temveč predvsem med žicami, kjer bi morali biti elektroni prepovedani. Obstaja običajen elektromagnetni val. Ali ni prepričan? Samo ne razumevanje takšnih preprostih dejstev ni povzročilo zavedanja pojava. Superprevodnost. Kje se odpelje elektromagnetni val za prenos energije v žice in superprevodnice na Hertz?

V vsakem vodniku, polprevodniku, dielektriku na zunanjih valenčnih elektronih so trije močni elektromagnetni valovi. Na zunanjih elektronih ni nobene druge moči. Prvi je plazma elektronska, krajša - plaschelectronic. Fizično je to elektronski "valj" zaradi coulob patika iste dajatve. V njegovi velikosti se njena energija giblje od enega do več elektronskih vsebin. Iz izkušenj na značilni izgubi energije. V praksi se razlikujejo volumetrične plaschelectronic nihanja in površno, ki so manj kot volumen okoli dveh.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn.

Drugi elektromagnetni val na zunanjih elektronih - Fermi Energy. Zato naj bi bila eksperimentalno določena, zato je preveč raznolika za izdelavo. Pravzaprav je to energija vrtenja zunanjega elektron vsakega atoma okoli jedra in nič več, elektron elektron pa je pridobljen iz jedra, prav tako je strogo določena frekvenca (E f \u003d hc ƒ, kjer je H stalna plošča, ƒ-frekvenca) in se nahaja v bližini plaschelectronic energije, saj so elektroni enaki - zunanji atomi. Energetski položaj plazme elektronske in fermienergy v kateri koli snovi v optični spektroskopiji je rob glavne absorpcije (ali roba temeljne absorpcije), kjer se odkrijejo ti excitons (Dugorby Porst energije v spektroskopiji). Za aluminij 1.55 EV, za bakreno 2.2 EV, za itrium keramiko 1.95 EV. Energija je vedno v bližini, vendar nikoli ne združujejo kot dve enaki induktivno povezani kontur. Če so obrisi obsevane s frekvenco, se nagiba frekvence zniža z drugim navzgor. In obsevanje zunanjih elektronov je eno - iz jedra. Upoštevajte, da so iz nekega razloga Fermienergy Kovine nekoliko nižje od plazme elektronske, in v polprevodnikih in dielektrikih, Fermienergy nad Plaschelectronic. Zato imajo kovine vrsto dovolj močnih stranskih frekvenc v smeri ničle energije, zato so kovine dobri vodniki. In v polprevodnikih in dielektrikih, na nasprotnem, nizkofrekvenčnih stranskih aparatov padajo na majhne velikosti (frekvenca stokes) in visokofrekvenčni ojačevalniki (anti-stox), tako da ne izvajajo električne energije. Spremembe v velikosti podatkov dveh energij, ki jih izvaja Huspetus, pojasnjuje prehod dielektrične kovine.

Tretji elektromagnetni val je plazma ion (iOnoplasmen). Gre za splošni element vseh vrst toplotnih nihanj atomov (fononov). V vseh snoveh je jasno določena kombinacijsko razprševanje Sveta. Upoštevajte, da plazemski ion "vodi" Vsa ekipa Različne toplotne oscilacije gredi atomov v snoveh (Phonons), vsaka sprememba te energije bo pritegnila spremembo in njihove vrednosti. V tem razdelku je še posebej potrebno opozoriti na odvisnost vzdolžnih akustičnih nihanj (običajno hitrost zvoka v dirigentu) iz ionske plazme. Energija ioplasne vala ne presega 0,1 oziroma, frekvenca je majhna v primerjavi z elektronskimi valovi.

Vsi trije elektromagnetni valovi v prevodnikih, polprevodnikih, dielektrikih seveda zložijo v en sam val. V mirnem snovi ima pogled na stojni val. Ta en sam val v elektrolinineyju in nam je pokazal Hertz s preprosto vrzel v iskri, zdaj pa vsak šolanje v oblikovalcu fizike, in vsak tisti, ki hoče pod visokonapetostno elektrolinijem, vidijo neonsko žarnico. V primeru kršitve nevtralnosti, tudi zaradi nenamernega premika elektronov v prevodniku, en sam val hiti, da odpravi kršitev in zaradi pops elektronov na svojem mestu obnavlja naročilo kot lastnik v stanovanju. To je gibanje elektronov, ko je naročilo vodeno in obstaja odpor, saj iz enega samega vala prevzamejo energijo v gibanje (kot v sinhrotronski pospeševalnik), in, ustavljanje, odvajanje presežka energije v obliki kaotičnega sevanja - Toplota. Obstaja oslabitev energije enega samega vala na velikosti toplotne elektronske emisije. Ko ne izgineš, ne greš v stoje, - hostesa počiva. Populacija inercialnih elektronov se pojavi v izkušnjah debeline-Stewarta, merimo galvanometer samo napetost enega samega vala, njeno razburjenje. V polprevodnikih, smo, povsem izkušeni, naučili malo, da bi nadzorovali en sam val. Z nanosom napetosti do koncev kristala smo spremenili položaj plazchelectronic in fermienergy v smeri približevanja, ki teče v vrednosti odpornosti. Dajanje obeh energije v frekvenci (zmanjšanje števila elektronov z aplikacijo plus napetost), povečajte odpornost tranzistorja. Polprevodniki imajo najbližje elektronske energije v vrednosti, zato je lažje ubogati ureditev.

V naravi obstaja resonanca teh treh elektromagnetnih valov, dveh elektronskih - plazchelectronic in kmetije - s tretjim iOnoplasmanom. V fiziki je to dejstvo znano kot tri-valovna resonanca. V tem primeru je razlika v frekvenci elektronskih energij sovpada s pogostostjo ioplasmena. Teorija je znana; V času resonance je skupna energija treh valov izmenično črpala v Fermeevskaya, nato pa v plazchelectronic, nato v ioploplaznih valovih. Ko skupna energija pade v ionski žep, je celoten spekter toplotnih nihanj atomov navdušen, ki je eksperimentalno viden z metanje toplotne zmogljivosti v prevodnike. Na tej točki se hitrost zvoka poveča tudi, kar pomeni, da so atomi zvočnega vala gosto premaknjeni in raztegnjeni vzdolž dirigenta po sebi. V stiskanju atomov med njimi se elektroni iztisnejo tudi z dodatno energijo iz jeder, v času neskladja atomov, pretirana energija ni naključna, ampak v obliki kosov v en sam elektromagnetni val, vendar že skupaj, pod pogostnostjo, vzdolž laserskega načela. Ta dodatek izboljša en sam val, ki je zaznan kot negativni upor v polprevodnikih.

Obstaja še en izreden dejavnik, ki je izjemno pomemben Superprevodnost. Tako je narava urejena, da je akustični val stiskanja in odvajanje atomov med seboj precej šibka, saj del energije gre na tvorbo toplote. Toda na določeni točki se lahko okrepijo s toplotnimi nihanji samih in celo večkrat. Takšno povečanje se imenuje balistične oscilacije (Phonons), ki se pojavijo samo pri zelo nizkih temperaturah. Dobiček se pojavi le v času prenosa nihanj toplote iz kaotičnega gibanja na določene smeri med hlajenjem, - glede na strogo namenske osi kristala z oslabljenjem drugih smeri. Ta faktor je glavni in določanje začetka vsakega superprevodnega prehoda. Vsak superprevodnik, na podlagi značilnosti kristalne mreže, so strogo njihovi balistični fononi. To je bilo odkrito v visokotemperaturni keramiki v obliki ostrega anizotropije trenutne prevodnosti. Temperaturna vključitev podatkov nihanja izboljša akustični val, upočasni elektroni na jedro atomov, ki spreminja elektrone več kot energijo in bistveno Povečati Elektromagnetni val je podoben svetlobi v laseru. In od nje, resonančna ionoplaspenska energija postane močne šoke in je, da si prizadeva za delo spet akustični val. Oblikovana je popolna pozitivna povratna informacija, zaradi česar je zatreti superprevodniki Pogoni so ogromna energija, ki ni primerljiva z mogočo baterijo. Torej, B. superprevodniki Imamo dva osnovna združljive dejavnike - pojav močnega posameznega elektromagnetnega vala na zunanjih elektronih in zaradi nastanka balističnih nihanj, ustvarjanja Ojačan Inverse. Odnosi z energijo skozi akustični val. Elektroni, ki prejemajo dodatno energijo v tem procesu, pospešijo na svojih orbitih, in kot dva dirigenta z dvignjenimi tokovi ene smeri privabljajo proti COULMB odbijanju na spin "zapah" z magneti. Spin Siles so izjemno kratek doseg, zato popravijo par dveh elektronov na razdaljih okoli 10 -12 m. Dvojna korist je pridobljena iz seznanjanja; Seznanjeni elektroni ne vplivajo na en sam val premikanja in ne vzamejo energije iz svojega vsakdanjega življenja s svojimi valovi. In hkrati, nenehno skakanje na atomsko jedro, dobijo energijo z zagonom, nato pa jo gladko črpajo z enim valom za njegovo izboljšanje. Takšen elektronski par, za razliko od para kemijske vezi, je skoraj brezplačen v prostoru in zaradi polov lastnih tokovnih magnetov vedno odvija proti zunanjemu magnetno poljeIn diamagnetizem te snovi je ustvarjena z rotacijo (v njem se ne pojavijo protikontaktni). Koherentnost, ki je bila zaznana v eksperimentalno superprevodnikiin tam je dolžina resonančnega ene elektromagnetnega vala (ovojnica z dodajanja treh elektromagnetnih valov).

Te vidike praktično ni težko preveriti. Ne malo snovi z močnimi diamagnetizem tudi pri sobni temperaturiTorej je nekoliko okrepljen z resonanco en sam val in so pripravljeni elektronski pari (na primer SIC). Treba je sprejeti takšno snov, da se določi akustična frekvenca, in v njem namesto balističnih phononov, da oskrbujejo ultrazvočna nihanja zadostne moči (opravljajo delovanje iOnoplasma energije). To dejanje bo okrepilo delo povratnih informacij in začetek energetskega cikla, zaradi česar se bo izkazalo Umetna superprevodnica pri sobni temperaturi. Ne smemo pozabiti, da se z nezadostno ultrazvočno močjo, le obseg odpornosti proti vzorcu razlikuje. Možno je, da je v tem načelu, da nekateri kristali z učinkom GANN delujejo, kjer se ustvarijo močne električne nihanja. Očitno, od delovanja pritrjene električne napetosti nad 3 kilovolt, se pojavijo iste balistične nihanja pri sobni temperaturi, vendar iz nekega razloga kratkoročno, samo za obdobje nihanja. Ultrazvok na majhnih kristalih se lahko zamenja z laserskimi impulzi s fermistecond časi.

V skladu z opisanim sklepanjem je mogoče opisati pot proizvodnje Indoor SuperConductor.. Za uspešno delo je treba izvesti materialno z močnimi kemičnimi obveznicami. zvočni val, naprave za določitev vseh treh elektromagnetnih valov in uporabo uvedbe težkih ali pljučnih atomov v kristalno mrežo, da se doseže triavilne resonance. In nato nastavite moč povratnih informacij povratnih informacij na prvi ultrazvočni (ali laser), nato pa s poskusom, razviti način vzbujanja balističnih nihanj. Silicon Carbide je primeren za to, in v prihodnosti najboljše superprevodniki Material bo navaden ogljik, saj je v svojih lestvicah najmočnejših narave, za pojav Superprevodnost Potrebna bo minimalna energija balističnih nihanj.

Skratka, ugotovimo, da se superprevodnik razlikuje od vseh drugih materialov notranje, resonančne uniforme elektromagnetni val na zunanjih elektronih in seznanjenih z balističnimi nihanji atomov (Phonons). Dokazilo o tem eksperimentalno zaznano v zadnjem času Volumetrična in površina Superprevodnost BB-Raztopina za objavo

Najlepša hvala za vaš prispevek k razvoju. domače znanosti in tehnike!

- Edinstvena last nekaterih materialov, ki omogočajo električno energijo brez odpornosti, in s tem brez izgube.

Kljub dejstvu, da je bil ta učinek prvič odprt v začetku 20. stoletja, za dolgo časa. Dejstvo je, da so prvi superprevodniki delovali pri temperaturah, ki so blizu absolutne ničle, in za njihovo hlajenje, raziskovalci uporabljajo tekoči helij.

Prvi resen udarec na tem področju se je zgodil pred približno 25 leti z odkritjem tako imenovanih visokotemperaturnih superprevodnikov. Kljub imenu so se še vedno morali ohladiti na zelo nizke temperature z vidika. Toda inženirji, ki uporabljajo tekoči dušik, na primer na nekaterih napravah naučili superprevodnost, na primer v magnetni resonančni tomografi in v pospeševalcih delcev.

Številna dela, ki se je začela leta 2013, prinaša človeštvo k ustvarjanju prevodnikov, ki kažejo ničelno odpornost pri sobni temperaturi. Napisali smo že, da so znanstveniki z Univerze v Cambridgeu prvič opisali naravo dogodka. Zdaj je mednarodna ekipa fizikov iz Inštituta za strukturo in dinamiko Max Max Planck (Max-Plancsk-Institut für Struktur und Dynamik der Materie) s kratkimi infrardečimi laserskimi impulzi povzročil superprevodnost v keramičnem materialu pri sobni temperaturi.

Znanstveniki so delali s skupno visokotemperaturno superprevodnico - ITRIA-barijev-bakreni oksid, znan kot YBCO. Dokazuje učinek ničelne odpornosti pri temperaturi minus 180 stopinj Celzija.

Njeni kristali imajo kompleksno strukturo: tanke dvojne plasti bakrovega oksida se izmenjujejo z debelejšimi vmesnimi plasti, ki vsebujejo barijev, baker in kisik. Superprevodnost se pojavi med tankimi plasti, kjer se elektroni združijo v tako imenovani Cooper Pari. V tem stanju pari prehajajo skozi plasti materiala, kot so duhovi v risankih prodreti skozi stene.

Pred letom dni je ekipa pod vodstvom Andrea Cavalleri (Andrea Cavalleri) odkrila nenavaden učinek obsevanja laserskih impulzov YBCO. Znanstveniki so predlagali, da so kratki izbruhi svetlobe spremenili povezave med dvojnimi plastmi bakrovega oksida. Vendar pa do konca, vzroki superprevodnosti pri sobni temperaturi uspeli šele po priključitvi "težkih topništva" - najmočnejši rentgenski laser (LCLS).

"Sprva smo tako običajno vplivali na kristalni impulz infrardeče svetlobe, ki je povzročilo nihanje posameznih atomov," pojasnjuje vodilni avtor dela rimskega mankovskega (rimskega mankowsky) v. - Potem je sledil kratki rentgenski impulzni , s katerim smo opredelili kristalno strukturo navdušenega materiala.

Izkazalo se je, da infrardeča flash ne samo sproži nihanja atomov v materialu, temveč jih prisili tudi, da spremenijo svoj položaj v kristalu. Posledično so plasti bakrenega dioksida postale debelejše v dva merilnika smole, kar ustreza le eni celici premera sestavnih delov njihovih atomov.

Hkrati se je razdalja med obema sosednjimi plasti zmanjšala na isti razdalji. Te spremembe se morda zdi nepomembna, vendar je bila tudi ta manjša približevanje dovolj za superprevodnost, da se manifestirajo v bolj ugodnih pogojih za znanstvenike.

Kljub temu, da se učinek nadaljuje le nekaj milijonov frakcij sekunde, bodo rezultati dela, objavljenega v naturni publikaciji, pomagali pri iskanju novih vodnikov in načinov za razširitev njihovih polj.

Zdaj je potreba po hlajenju z nizko temperaturo, ki je resno zapletla vseprisotno uporabo superprevodnosti. Na ta dan, ko ti ukrepi niso več potrebni, čakamo na resnično tehnološko revolucijo.

Superprevodnost je eden najbolj skrivnostnih, čudovitih in obetavnih pojavov. Superprevodni materiali, ki nimajo električne odpornosti, lahko izvedejo tok brez skoraj nobene izgube, ta pojav se že uporablja za praktične namene na nekaterih področjih, na primer, v magnetih jedrskih slikarjev ali delcev pospeševalnikov delcev. Vendar pa je treba obstoječe superprevodni materiali, da bi pridobili svoje lastnosti, ohladijo na izjemno nizke temperature. Toda poskusi, ki so jih znanstveniki izvajali v tem in lani, je pripeljalo nekatere nepričakovane rezultate, ki lahko spremenijo situacijo, v kateri je zdaj tehnologija uporabe superprevodnikov.

Mednarodna skupina znanstvenikov, ki jih je vodil znanstveniki iz Inštituta za strukturo in dinamiko Max Max Planck (Max Planck Institute za strukturo in dinamiko snovi), ki dela z enim od najbolj obetavnih materialov - visokotemperaturni superprevodnik za oksid bakrenega barija-ittrija (YBA2CU3O6 + X, YBCO), je ugotovila, da vpliv na ta keramični material svetlobnih impulzov infrardečega laserja povzroči, da nekateri atomi tega materiala na kratko spremenijo svoj položaj v kristalna mreža, povečanje manifestacije učinka superprevodnosti.

Kristali YBCO imajo zelo nenavadno strukturo. Zunaj teh kristalov je plast bakrovega oksida, ki pokriva vmesne plasti, v katerih vsebuje barijev, itrij in kisik. Učinek superprevodnosti, ko se pojavi obsevana z lasersko svetlobo zgornje plasti Baker oksid, v katerem je intenzivna tvorba parov elektronov, tako imenovanih Cooper Pari. Ti pari se lahko premikajo med plasti kristala zaradi učinka tunel, in to označuje kvantno naravo opazovanih učinkov. V normalnih pogojih, kristali YBCO postanejo superprevodniki samo pri temperaturah pod kritično točko tega materiala.

V poskusih, ki so bili izvedeni v letu 2013, so znanstveniki ugotovili, da pokritost YBCO Crystal impulze močnega infrardečega laserja povzroči, da material na kratko postane superprevodnik in pri sobni temperaturi. Očitno je, da laserska svetloba vpliva na adhezijo med plasti materiala, čeprav mehanizem tega učinka še ne ostane popolnoma jasen. In da pojasniti vse podrobnosti o tem, kaj se dogaja, so se znanstveniki obrnili na možnosti LCLS laserja, najmočnejši rentgenski laser danes.

"Začeli smo" premagati "na materialu infrardečih svetlobnih impulzov, ki so odprli nekatere atome, pri čemer jih je prisililo, da nihajo s precej močno amplitudo"
- pripoveduje Roman Mankovsky (Roman Mankowsky), fizik znanstveniku iz Inštituta Max Planck, - "Nato smo uporabili rentgenski laserski pulz, nato takoj takoj za infrardečim laserskim impulzom, za merjenje natančne vrednosti premikov, ki so se zgodile v kristalni mreži.

Rezultati so pokazali, da infrardeči svetlobni impulz ne le navdušeni in prisiljeni atomi, ki nihajo, je njegov vpliv pripeljal do premika s položaja v kristalni rešetki. To je naredilo manjši čas med plastmi bakrovega oksida in drugih kristalnih plasti, ki je posledica povečanja manifestacije učinka kvantne sklopke med njimi. Kot rezultat, kristal postane superconductor pri sobni temperaturi, čeprav je njegovo stanje, ki je sposoben imeti le nekaj pikosecond čas.

"Rezultati, ki smo jih dobili, nam omogočajo, da naredimo nekaj sprememb in izboljšamo obstoječo teorijo visokih temperatur superprevodnikov. Poleg tega bodo naši podatki imeli neprecenljivo pomoč materialom, razvijanju novih visokotemperaturnih superprevodnih materialov, ki imajo visok Kritična temperatura » - pravi Roman Mankovsky, - "In na koncu, vse to, upam, da bo pripeljal do izvajanja sanj o superprevodni material, ki deluje pri sobni temperaturi, ki ne potrebuje hlajenja. In pojav takšnega materiala, nato pa bo lahko veliko prebodov v velikem sklopu drugih področij, ki uporabljajo pojav superprevodnosti v svojih lastnih interesih. "

Mednarodna skupina fizikov, ki jih je vodil znanstveniki iz Inštituta Max Planck v Hamburgu, je lahko prisilil posamezne atome v kristalno mrežo za kratek čas, da bi premaknil in s tem ohranil superprevodnost. Kratek infrardeči laserski impulzi prvič, ki so prvič omogočili, "zaženete" superprevodnost v keramičnem vodniku pri sobni temperaturi.

Pojav v poskusu traja le nekaj milijonov mikrosekund, vendar lahko razumevanje načela superprevodnosti pri sobni temperaturi pomaga pri ustvarjanju novih vrst superprevodnikov, ki bo pripravil državni udarec v sodobnih tehnikah. Table superprevodniki bodo rešili veliko sodobne težave: Bo ustvaril težke baterije za napajanje stroj-intenzivne opreme, kot so laserji ali pogoni električne energije, električni motorji in generatorji z učinkovitostjo blizu 100%, novih medicinskih pripomočkov, drobnih, vendar močnih mikrovalovnih emisij itd.

Superprevodnost se že uporablja, na primer, v NMR skenerjih, pospeševalci delcev, zmogljivi releji na elektrarnah. Vendar pa sodobni superprevodniki zahtevajo kriogeno hlajenje: kovinski na temperaturo -273 stopinj Celzija, in bolj sodobna keramična -200 stopinj Celzija. Jasno je, da močno omejuje široko uporabo superprevodnosti, zlasti v vsakdanjem življenju.

Na žalost, da bi ustvarili superprevodnost pri sobni temperaturi že več let zaradi posebnih pogojev, pod katerimi se pojavi. Tako je eden najbolj obetavnih keramičnih superprevodnikov YBCO (ITRIA-barijev-bakreni oksid) posebno strukturo: tanke dvojne plasti bakrovega oksida, ki se izmenjujejo z debelejšimi vmesnimi plasti, ki vsebujejo barijev, baker in kisik. Superprevodnost v YBCO se pojavi pri -180 stopinj Celzija v dvojnih slojih bakrovega oksida, kjer se elektroni lahko priključijo in tvorijo tako imenovane cooper pare. Ti pari lahko ustvarijo "predor" med različnimi plastmi, to je, mimo plasti, kot so duhovi skozi stene. To kvantni učinek Opazili le pod določeno temperaturo.

V letu 2013 je mednarodna ekipa, ki je delala na Inštitutu Max Planck, ugotovil, da kratkoročni IR laserski impulzi lahko spodbudi superprevodnost v YBCO pri sobni temperaturi v zelo kratkem času. Ni bilo mogoče razumeti tega pojava, je bilo pomoč le najmočnejši rentgenski LCLS (ZDA), ki omogoča "videti" jedrsko strukturo materiala in ultrashort procesov. Z njegovo pomočjo so znanstveniki izvedli številne kompleksne eksperimente in objavili rezultat njihovega odprtja v objavi narave.

Kot se je izkazalo, infrardeči laserski impulz ne povzroča le atomov, da niha, ampak tudi spremeni svoj položaj v kristalu. Kot rezultat, dvojni sloji bakrenega dioksida postane malo debelejši - z 2 igrišča kovine ali 0,01 premera atoma. To pa povečuje kvantno povezavo med dvojnimi plasti v takšnem obsegu, da kristal postane superprevodna na sobni temperaturi za več pikosekund.

Superprevodnost Pri sobni temperaturi: resonančna vzbujanje kisikovih atomov povzroča nihanje (zamegljene konture) med dvojnimi sloji bakrovega oksida (plasti - modra barva, rumeni baker, kisik rdeča). Laserski impulz za kratek čas prikazuje atome iz ravnovesja, razdalja med plasti se zmanjša in pojavi superprevodnost.

Tako so znanstveniki odkrili potencialen način za ustvarjanje superprevodnikov, ki delujejo pri sobni temperaturi. Če se teorija lahko spremeni v komercialno tehnologijo (in v primeru trenutnih superprevodnikov z nizko temperaturo, je trajalo približno 20 let), potem bo napredek naredil velik skok. Bencinski avtomobilski motorji bodo postali anahronizem, čas neprekinjenega delovanja pametnega telefona bo zabeležen več ur, vendar mesecev, cvetoče električnih zrakoplovov, levitacijo na magnetni blazini vlakov in avtobusov.

Moskva, 13 Sep - Ria Novosti. Ločena zrna grafita lahko kažejo superprevodne lastnosti pri sobni temperaturi po čiščenju vode in peči v peči, kar kaže na možnost doseganja superprevodnosti v normalnih razmerah v praksi, pravijo nemški fiziki v članku, objavljenem v reviji Advanced materiales.

"Na splošno, podatki našega eksperimenta kažejo, da se superprevodnost pri sobni temperaturi izvede, in da se metode, ki smo jih uporabljali, utripajo pot do nove generacije superprevodnikov, katerih videz bo težko oceniti koristi za človeštvo," - je dejal vodja skupine fizikov Pablo Eskinatsi (Pablo Esquinazi) z Univerze v Leipzigu (Nemčija).

Eskinatsi in njegovi kolegi so raziskali fizične lastnosti Oblike grafita in drugih ogljika. Med enim izmed poskusov so znanstveniki spali na grafitni prah v vodno cev, ga mešali in pustili samo 24 ur. Po tem fiziku filtriramo grafit in ga posušimo v pečico pri temperaturi 100 stopinj.

Zato so znanstveniki prejeli niz grafitnih granul z izjemno zanimivimi fizikalnimi lastnostmi. Tako ima površina teh zrn superprevodni lastnosti, ki so shranjene tudi pri temperaturi 300 stopinj Kelvin, ali 26 stopinj Celzija.

To se je pokazalo v dejstvu, da so značilne ostre fazne prehode pojavile znotraj zrn. magnetni trenutekobstoječe v klasičnih superprevodnikih visokih temperaturah. Fizika ni bilo mogoče preveriti, ali ima grafit dva druga glavna znaka takih materialov: odsotnost odpornosti in tako imenovanega Maisner Effect - celoten premik magnetnega polja iz telesa dirigenta.

Vendar pa odkritje celo enega od učinkov kaže, da lahko visokotemperaturni superprevodniki delujejo pri sobni temperaturi.

Na žalost se zrna grafita, pridobljene s strani Eskinatov in njegovih kolegov, ne morejo uporabljati kot " gradbeni material"Za superprevodnice. Prvič, samo 0,0001% mase grafita ima superprevodne lastnosti zaradi dejstva, da se ta učinek opazi samo na površini zrn. Drugič, ta oblika grafita je izjemno krhka in fizikalne lastnosti zrn nerazumljivo, tudi. z najmanjšimi deformacijami.

V nadaljnjih delih, fizikalni načrt za preučevanje površine zrn in vlogo vodikovih atomov, ki ostanejo na svoji površini po "vodni kopeli" in poznejše sušenje. Poleg tega se bodo preverili Eskini in njegovi kolegi, ali takih zrn ima ničelno odpornost in ali se učinek Maisner pride v njih.