Ключом к сверхпроводимости при комнатной температуре может стать свет
12.02.2022 , Геннадий Детинич
Учёные из США, Германии, Японии и Южной Кореи провели исследование, которое даёт надежду на обеспечение сверхпроводимости при комнатной температуре. Потребление электроэнергии быстро растёт, и мир начинает нуждаться в линиях передачи без потерь. Оказалось, что лазерные импульсы способны запускать сверхпроводимость не хуже электромагнитного поля, что открывает новый путь к созданию сверхпроводимости при комнатной температуре.
Источник изображения: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory
Учёные провели сложнейшее исследование классического высокотемпературного сверхпроводника YBCO — оксида соединения иттрия, бария и меди. Эксперименты показали, что при определённых условиях выведение его из равновесия с помощью лазерного импульса запускает эффект сверхпроводимости при температуре гораздо ближе к комнатной, чем ожидали исследователи. Другое дело, что оставалось неясным, как продлить это неравновесное или нестабильное сверхпроводящее состояние для длительного практического использования, например, в линиях электропередачи?
«Люди думали, что, несмотря на полезность такого рода исследований, они не очень перспективны для будущих применений, — сказал Джун-Сик Ли (un-Sik Lee), сотрудник Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики и руководитель международной исследовательской группы, проводившей исследование. — Но теперь мы показали, что фундаментальная физика этих нестабильных состояний очень похожа на физику стабильных состояний. Это открывает огромные возможности, включая возможность того, что другие материалы также могут быть переведены в переходное сверхпроводящее состояние с помощью света. Это интересное состояние, которое мы не можем увидеть никаким другим способом».
В серии экспериментов учёные доказали идентичность физических процессов переключения материала YBCO из сверхпроводящего состояния в нормальное как с помощью классического инструмента — электромагнитного поля, так и с помощью импульсов лазера. Это даёт надежду, что сверхпроводимость при комнатной температуре может быть достигнута с использованием новых механизмов, но эта дверь только приоткрылась и не факт, что откроется настежь.
Комментарии
Молодые и светлые умы как то не очень засветились в решениях каких либо фундаментальных проблем. Что приводит к фундаментальному выводу, что эти светлые умы должны сначала немного дозреть и слегка потускнеть, чтобы сильно не отсвечивать жизнерадостно-рахитичнм блеском.
Есть гораздо более простые и стабильные методы. Например накачка электронов посредством поляризации ионной жидкости. Идея как в полевом транзисторе. Но там вы можете накачать самое большее 10^14 1/см^3 носителей, а с ионной жидкостью примерно в 100 - 1000 раз больше. Таким образом уже многие диэлектрики оказались сверхпроводниками, если их надуть электронами.
Свет-то, похоже, делает то же самое - генерирует короткоживущие носители. А в случае ионной жидкости носители оказываются стабильны сколь угодно долго.
Если же говорить (как в статье) о передаче энергии, то никаких "отпускает" не должно быть, так как сверхпроводник с током близким к критическому, взрывается при переходе в обычное состояние из-за запасенной в нем энергии магнитного поля.