Незважаючи на десятиліття досліджень у лабораторіях по всьому світу, ця позначка залишалася непохитною. Тепер її подолано.
Читайте также: Стрибок у майбутнє. Британці створили електричний катер на підводних крилах для найнебезпечнішої роботи в морі
Дослідники з Університету Х’юстона та Аргоннської національної лабораторії досягли надпровідності при 151 кельвіні за звичайного тиску — на 18 кельвінів вище за попередній рекорд. Але не менш важливим є те, як саме вони це зробили. Підхід виявився водночас простим і неочевидним.
Команда працювала з оксидом міді Hg-1223 — тим самим матеріалом, який і утримував попередній рекорд із початку 1990-х. Спочатку крихітні зразки стиснули в алмазній наковальні до майже 30 гігапаскалів — це приблизно 300 атмосфер, у 300 разів більше, ніж тиск на дні океану. За таких умов температура надпровідного переходу матеріалу суттєво зросла, що само по собі не є новиною: вчені давно знають, що тиск може покращувати надпровідні властивості. Проблема завжди була в іншому — варто тиск прибрати, і ефект зникає.
Ключовим кроком стало те, що відбулося після стиснення. Замість того щоб повільно повертати матеріал до нормальних умов, дослідники різко скинули тиск, водночас утримуючи зразок у холоді. Цей прийом — так зване загартування тиском — «заморозив» матеріал у метастабільному стані. Атомна структура просто не встигла повернутися до вихідної форми. У результаті матеріал зберіг покращені властивості навіть після повного зняття тиску.
Щоб зрозуміти, чому це спрацювало, команда скористалася рентгенівськими пучками Аргоннської лабораторії. Вимірювання показали: швидке скидання тиску залишає в кристалічній структурі численні мікроскопічні дефекти. Зазвичай такі дефекти вважаються небажаними — але в цьому випадку саме вони, схоже, стабілізують надпровідний стан. Матеріал зберігає своєрідну «структурну пам’ять» про умови високого тиску і не повертається повністю до початкового вигляду.
Читайте также: Токени не гумові. Google обмежила доступ до ШІ-моделей Gemini для Meta — FT
Надпровідники здатні проводити електричний струм без жодних втрат на опір. Якби такі матеріали можна було використовувати за звичайних умов, це відкрило б шлях до принципово ефективніших електричних мереж, потужніших магнітів для медицини та термоядерної енергетики, нових квантових технологій.
Проблема в тому, що більшість надпровідників вимагають охолодження майже до абсолютного нуля, а ті, що працюють за вищих температур, досі потребували величезного тиску — що робило їх практично непридатними поза лабораторією.
Новий результат не вирішує проблему повністю, бо матеріал усе ще потребує глибокого охолодження і залишається далеким від кімнатної температури. Проте він доводить принципово важливу річ — покращення, досягнуте під тиском, може зберігатися після його зняття.
«Оскільки цей матеріал зберігає надпровідність за нормального тиску, вчені можуть вивчати його за допомогою широко доступних приладів і починати розробляти технології, що працюють у звичайних умовах», — пояснив фізик Аргоннської лабораторії Хуа Чжоу.
Читайте также: Ефективніше традиційних методів. На думку вчених, вогняні торнадо можуть допомогти очищати нафтові розливи
