Мы в Соцсетях

Быть в курсе событий

Подпишитесь на новостную ленту, чтобы получать самые свежие и актуальные новости от ОИА «Новости России»

Календарь событий

Ноябрь 2019
ПнВтСрЧтПтСбВс
« Окт  
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 

Рубрики

Создана новая теория сверхпроводимости

Наука - Создана новая теория сверхпроводимости

Фото:
SLAC National Accelerator Laboratory

Комментарии

Российский физик из Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, представил теорию, которая рассматривает симметричные биполяроны как основу высокотемпературной сверхпроводимости. Предложенная теория хорошо объясняет последние эксперименты, в которых сверхпроводимость почти комнатной температуры была достигнута в гидриде лантана LaH10 при сверхвысоком давлении. Статья ученого опубликована в журнале Physica C: Superconductivity and its applications.
Сверхпроводимость предполагает полное отсутствие электрического сопротивления в материале, когда его охлаждают ниже критической температуры. В 1911 году голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес впервые обнаружил, что при понижении температуры ртути до -270°С ее сопротивление резко падает — в 10 000 раз. Если выяснить, как достичь этого при более высоких температурах, это революционно повлияет на технологии. Сверхпроводимость при более высоких температурах позволит создать мощные магниты, источники энергии, аккумуляторы, летающие поезда, суперкомпьютеры. Применять ее можно практически везде. Неудивительно, что очень много ученых по всему миру занимается этой темой.

Первое теоретическое объяснение сверхпроводимость на микроскопическом уровне получила в 1957 годув работе американских физиков Бардина, Купера и Шриффера. Центральным элементом их теории, названной «теория БКШ», являются так называемые куперовские пары электронов. В 1972 году создателей удостоили Нобелевской премией по физике. Но теория БКШ не объясняет сверхпроводимость выше абсолютного нуля (-273°С).
Высокотемпературная сверхпроводимость у новых материалов обнаруживается почти наугад, поскольку теории, которая объясняла бы механизм, нет. Существует множество подходов к ее созданию. В новой работе Виктор Лахно предлагает взять за основу биполяроны.
Полярон — квазичастица, состоящая из электронов и возмущений (фононов), которые он производит, пролетая сквозь кристаллическую решетку. В 1994 физики показали, что поляроны могут образовать пары за счет электрон-фононного взаимодействия, как и в БКШ. Это взаимодействие настолько сильное, что две квазичастицы оказываются размером всего с атомную орбиталь и тогда уже называются биполяронами малого радиуса. Беда данной теории в том, что биполяроны малого радиуса обладают очень большой массой, сравнимой с массой атома. Их массу определяет поле, сопровождающее их при движении. А именно от массы зависит температура сверхпроводящего перехода.
Физик из Интститута прикладной математики (ИПМ) РАН построил новую транляционно-инвариантную (ТИ) биполяронную теорию высокотемпературной сверхпроводимости. Радикальное отличие его теории состоит в том, что в формулу для определения температуры входит не биполяронная масса, а обычная эффективная масса зонного электрона, которая может быть, как больше, так и меньше массы свободного электрона в вакууме и более чем в тысячу раз меньше массы атома. Зонная масса меняется, если кристаллическую решетку, в которой бежит электрон, сдавливать. Если уменьшается межатомное расстояние, то и масса уменьшается. Как следствие, температура перехода может во много раз превосходить соответствующую температуру в обычных биполяронных теориях.

«Я сделал акцент на том, что электрон — это волна. Если это волна, значит нет никакого преимущественного места в кристалле, в котором бы он локализовался. Он везде существует с равной вероятностью. На основе новой теории биполярона можно строить новую теорию сверхпроводимости. Она объединяет все лучшие черты современных концепций», — говорит автор исследования, научный руководитель филиала ИПМ РАН, доктор физико-математических наук Виктор Лахно.

Расчет, проведенные с помощью этой теории подтверждают последние эксперименты, в которых образец становился сверхпроводником при более высокой температуре, когда на него давили алмазными наковальнями с силой в полтора миллиона атмосфер.
«В случае слабых связей это теория БКШ, а в случае сильных связей — новая биполяронная теория. Она приводит к бозе-конденсации, к формулам Эйнштейна. Только туда входит не поляронная масса, а легкая масса двух электронов, вот этого самого трансляционно-инвариантного биполярона», — подводит итог Виктор Лахно.

Читать ещё •••

Также интересно:

0 Комментариев для: “Создана новая теория сверхпроводимости”

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прогноз погоды

Погода в Москве
2°
плотный туман
влажность: 100%
ветер: 3Миз ЮЮЗ
Ш 4 • Д 4
5°
Вт
4°
Ср
-2°
Чт
-3°
Пт