Открытие сверхпроводимости в 1911 году породило массу надежд на революцию в энергетике, большинство из которых постепенно рассеялось, поскольку необходимость использования сверхнизких температур — крайне неудобное и невыгодное условие. Конечно, со временем появились так называемые «высокотемпературные» сверхпроводники, но высокотемпературными они являются только по шкале Кельвина, а 77 градусов по ней означает минус 196 градусов по Цельсию. Но совсем недавно учёным удалось осуществить то, что может стать настоящим прорывом. Речь идёт о достижении состояния сверхпроводимости при комнатной температуре.

Как ни странно, в этом ученым помогли современные сверхмощные лазеры, работающие в инфракрасном диапазоне. С помощью излучаемых ими импульсов команде учёных Института Макса Планка (Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter) удалось заставить керамический сверхпроводник работать при комнатных температурах. В качестве образца выступил кристалл YBCO (оксида иттрия-бария-меди), многослойная структура которого позволяет электронам входить в связанное состояние, образовывая так называемые куперовские пары. Иными словами, это хорошо известный современной науке квантовый туннельный эффект. Обычно для того, чтобы данный эффект проявился, необходимо достижение критической температуры, но при облучении импульсами мощного лазера он начал проявляться и при комнатных температурах.

Механизм этого явления достаточно прост и заключается в том, что лазерный импульс, по словам учёных, работающих над проектом, не просто заставляет атомы в кристаллической решётке материала вибрировать, но «сдвигает» их со своих позиций. Слои диоксида меди становятся толще (всего на 2 пикометра), а слой между ними утончается на ту же величину, что упрощает образование куперовских пар. К сожалению, всего на несколько пикосекунд, так что о настоящей революции говорить пока рано. Но даже сам факт доказательства возможности по-настоящему высокотемпературной сверхпроводимости тянет на Нобелевскую Премию, ведь рано или поздно будут найдены способы, позволяющие продлить время действия эффекта и нащупать пути к его практическому применению. А перечисление всех, кому может пригодиться такая сверхпроводимость, потребует отдельной внушительной по объёму статьи. Одно можно сказать точно: в их число гарантированно войдут разработчики и производители сложной микроэлектроники.

Алексей Степин

Источник: 3dnews.ru