Сверхпроводимость — уникальное состояние, при котором материалы проводят ток без сопротивления и потерь энергии. Сегодня она достигается лишь при сверхнизких температурах (ниже −140 °C), что ограничивает массовое применение. Однако исследователи из Центра квантовых метаматериалов МИЭМ ВШЭ совместно с учёными МФТИ, МИФИ и Федерального университета Пернамбуку (Бразилия) обнаружили способ преодоления этого барьера.
Ключевой прорыв связан с управлением дефектами — нарушениями кристаллической решётки материала. Вместо борьбы с неизбежными дефектами команда предложила распределять их по заданным схемам, создавая «коррелированный беспорядок». Профессор МИЭМ ВШЭ Алексей Вагов поясняет:
Представьте толпу людей, хаотично движущихся в разные стороны, — это классический беспорядок. А теперь вообразите, что те же люди двигаются по сложной, но скоординированной схеме, как в массовом танце, — так выглядит коррелированный хаос. Оказалось, что в сверхпроводниках такой беспорядок приводит к тому, что дефекты начинают способствовать сверхпроводимости.
В традиционных материалах переход в сверхпроводящее состояние происходит поэтапно: сначала возникают изолированные «островки», которые объединяются лишь при дальнейшем охлаждении. Моделирование двумерных систем показало, что коррелированный беспорядок меняет этот процесс: сверхпроводимость мгновенно охватывает весь материал при более высокой температуре.
Открытие особенно актуально для тонких сверхпроводящих плёнок. Задавая расположение дефектов на этапе синтеза, инженеры смогут проектировать материалы с заданными свойствами. Регулирование расположения дефектов на микроуровне может стать ключом к созданию сверхпроводников, которые будут работать при гораздо более высоких температурах — возможно, даже при температуре окружающей среды. В таком случае сверхпроводимость перестанет быть явлением, доступным только для научных экспериментов, и станет доступной для использования в повседневной жизни.
Читайте ещё материалы по теме:
В сотни раз быстрее: алгоритм, ускоряющий проектирование патч-антенн разработан учёными МФТИ
Сейчас на главной
Машины стоят дороже только в четырёх странах
Робототехнические новинки повышают производительность и исключают брак на производстве
Модель предназначена для транспортировки питьевой воды
Опытный двигатель — на дизеле и тяжёлом топливе, затем серийная версия на природном газе
Новинка построена на шасси автобуса «Газель City», что снизило стоимость разработки
Новая судовая движительная установка снижает габариты без потери мощности благодаря вертикальной схеме электродвигателей
Причина связана с экономической целесообразностью
Сплав с памятью формы сохраняет подвижность позвонков и выдерживает высокие нагрузки
Высота космической станции увеличилась на 1,67 км
Пользователи Сети остались в восторге от малозаметности истребителя, но предупредили о риске взлома
Посол Алексей Мешков заявил, что над ракетой сначала смеялись, а потом испугались
Винтокрылые машины предназначены для работы вдоль трассы Северного морского пути