Сжимая твердые тела простой молекулярной структуры с водородом при чрезвычайно высоких давлениях, инженеры и физики Рочестерского университета впервые создали материал, который является сверхпроводящим при комнатной температуре.
Работа, представленная на обложке журнала Nature, была проведена лабораторией Ранга Диаса, профессора Рочестерского университета, США.
Это открытие пробуждает мечты о футуристических технологиях, которые могут изменить электронику. Сверхпроводники передают электричество без сопротивления, позволяя току течь без потерь энергии. Однако, все ранее открытые сверхпроводники необходимо охлаждать, многие из них, до очень низких температур, что делает их непрактичными для большинства применений.
Если бы сверхпроводник, работающий при комнатной температуре, можно было бы использовать при атмосферном давлении, он мог бы сэкономить огромное количество энергии, теряемой из-за сопротивления в электрической сети. И это могло бы улучшить существующие технологии, от аппаратов МРТ до квантовых компьютеров. Диас предполагает, что человечество может стать «сверхпроводящим обществом».
Теперь ученые нашли первый сверхпроводник, работающий при комнатной температуре - по крайней мере, в довольно прохладной комнате. Материал является сверхпроводящим при температурах ниже примерно 15°C. Однако сверхпроводящие способности нового материала проявляются только при чрезвычайно высоких давлениях — 267 ГПа, что примерно в 2,6 млн раз больше атмосферного давления на уровне моря, что ограничивает его практическое применение.
Ученые не смогли определить точный состав материала или расположение его атомов, что затрудняет объяснение того, как он может быть сверхпроводящим при таких относительно высоких температурах. По словам Диаса, дальнейшая работа будет сосредоточена на более полном описании материала.
Когда в 1911 году была открыта сверхпроводимость, она была обнаружена только при температурах, близких к абсолютному нулю (-273,15°C). Но с тех пор исследователи постоянно открывают материалы, которые обладают сверхпроводимостью при более высоких температурах. В последние годы ученые ускорили этот прогресс, сосредоточив внимание на богатых водородом материалах при высоком давлении.
В 2015 году физик Михаил Еремец из Института химии Макса Планка в Майнце, Германия, и его коллеги сжали водород и серу, чтобы создать сверхпроводник при температурах до -70°C. Несколько лет спустя две группы, одна во главе с Еремецем, а другая с участием Хемли и Мэддури Сомаязулу, изучали соединение лантана и водорода под высоким давлением. Обе команды обнаружили свидетельства сверхпроводимости при еще более высоких температурах, составляющих -23°C и -13°C соответственно, а в некоторых образцах, возможно, достигающих 7°C.
