alexandr_palkin (alexandr_palkin) wrote,
alexandr_palkin
alexandr_palkin

Category:

Физик из России раскрыл тайны работы «комнатных» сверхпроводников

Оригинал взят у  gorlanovig в Российский ученый доказал теоретическую возможность сверхпроводимости при комнатной температуре


Виктор Лахно из Института прикладной математики РАН показал, что частицы, называемые ТИ-биполяронами, могут быть сверхпроводимыми при температурах выше нуля по Цельсию. Теперь перед учеными стоит задача применить теорию на практике.

Классическая теория сверхпроводимости (она же теория БКШ) допускала возможность этого явления только при температурах, лишь на несколько градусов превышающих абсолютный ноль. Однако уже сегодня получены сверхпроводники, работающие при температуре в —70 градусов по Цельсию. Для комфортной и вдумчивой работы с подобными материалами физикам необходимы теоретические основы, которые бы согласовывались с реальным поведением сверхпроводников.








Наиболее перспективной теорией для объяснения сверхпроводимости является биполяронная. Согласно ей, сверхпроводимость объясняется переходами идеального трехмерного бозе-конденсата (агрегатного состояния вещества, основу которого составляют бозоны) трансляционно-инвариантных биполяронов. Ученый Виктор Лахно из Института прикладной математики добавил в эту теорию «недостающее звено», доказав, что бозе-конденсат может образоваться из квантового бозе-газа; последний, в свою очередь, состоит из тех самых ТИ-биполяронов.

Биполярон — это частица, состоящая из двух электронов проводимости, которые движутся в кристалле и связаны между собой благодаря сильному взаимодействию со средой. Виктору Лахно удалось теоретически доказать, что биполярон может представлять собой плоскую волну в кристаллической решетке, и что ТИ-биполяроны могут образовывать устойчивый бозе-конденсат даже при комнатной температуре.

Работа ученого, опубликованная в Advances in Condensed Matter Physics, открывает новые перспективы в создании комнатных сверхпроводников. Стало ясно, что для перехода в состояние сверхпроводимости не надо делать спаренными все электроны материала. Достаточно лишь нарастить до определенного уровня концентрацию ТИ-биполяронов.



Источник





Физик из России раскрыл тайны работы «комнатных» сверхпроводников

МОСКВА, 7 мая – РИА Новости. Российские ученые предложили новую теоретическую модель, объясняющую существование высокотемпературных сверхпроводников и допускающую возможность создания такого материала, который бы проводил ток без потерь даже при комнатной температуре, сообщает пресс-служба ИМПБ РАН


За последние годы физики открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах, которая в самых лучших случаях достигает всего минус 70 градусов Цельсия, что уже почти достижимо в природных условиях. Их появление потребовало нового объяснения того, как таким структурам удается проводить ток без видимых потерь, несмотря на то, что они "нарушают" основы первой теории сверхпроводимости, сформулированной еще в конце 1950 годов.


Необычные свойства новых сверхпроводников, как пишет Виктор Лахно из Института прикладной математики РАН в Москве, объясняются сегодня тем, что ученые полагают, что они представляют собой изнутри не трехмерный, а своеобразный двумерный или даже одномерный материал, который состоит из особых квазичастиц-поляронов и который ведет себя как так называемый "конденсат Бозе-Эйнштейна".


Он 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 Виталия Гинзбурга.


Лахно нашел решение для этой проблемы, математически доказав, что конденсат Бозе-Эйнштейна в данном случае представляет собой особую трехмерную газообразную структуру, состоящее из так называемых биполяронов – особых квазичастиц, возникающих при движении пар электронов через кристаллы или другие материалы.



Как показали расчеты российского физика, подобная форма конденсата Бозе-Эйнштейна может возникать и оставаться относительно стабильной даже при очень высоких температурах, что говорит о реальной возможности создания сверхпроводников, работающих и при комнатных температурах.


"Для создания сверхпроводящего кабеля необходимо использовать особый материал, в котором есть биполяроны, хотя и в очень малом количестве. Их концентрацию можно повысить, не меняя структуру материала, если сделать кабель коаксиальным. Внутренний провод малого диаметра, изолированный от внешнего, будет создавать сильное электрическое поле и притягивать к нему биполяроны", — заключает Лахно, чьи слова приводит пресс-служба института.




РИА Новости


Tags: Новое в науке и технике, РАН, Российская Федерация
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments