Сверхпроводимость

Сверхпроводимость

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году голландским физиком Хенриком Каммерлинг-Оннесом. Исследуя проводимость металлов в своей криогенной лаборатории, он обнаружил, что сопротивление ртути при температуре, близкой к абсолютному нулю не просто убывает, а исчезает скачком.

Затем он получил сверхпроводящее состояние у свинца и олова. Но у хороших проводников-меди и алюминия оно не проявлялось. Исследования в этой области стали проводиться во многих лабораториях мира. К 1980 году были открыты необычные материалы, приводящие к сверхпроводимости уже при температуре жидкого гелия, т.е около 90 К. В течение последующих 13 лет этот рекорд так и не был перекрыт. Все прочие интерметаллические структуры с участием ниобия требуют для перехода в сверхпроводящее состояние большего охлаждения. Однако тогда же, в 1973 году, имело место еще одно событие, сулившее, как сейчас понятно, весьма интересные возможности. Дэвид Джонстон из Калифорнийского университета в Сан-Диего заметил, что титанат лития, оксид лития и титана, становится сверхпроводником уже при13, 7 К. Ниже этой температуре дело не продвинулось. В 1981 году в Канском университете в Нормандии были получены кристаллические структуры со сверхпроводящими свойствами в интервале температур от 300до -100 К. В 1986 году Беднорц и Мюллер получили сверхпроводники при 35 К. Но публиковать свое открытие не спешили из-за опасения, что им могут воспользоваться и опередить их другие исследователи. Через год они все же опубликовали сое открытие в Zeitschrift für Physik,т.к. редактор этого не особенно престижного издания согласился напечатать работу без предварительного редактирования. Авторы были удостоены Нобелевской премии.

В гонку по получению сверхпроводников включились японские физики. Осенью того же 1986 года Коинчи Китозава из Токийского университета предложил создать слоистую структуру сверхпроводников. Всего с начала нашего столетия были получены три десятка веществ, обладающих сверхпроводимостью. Они могут выдерживать ток до 300 Ампер при температуре жидкого азота. Но в чистом виде не годятся даже для изготовления проводов. Возможно лишь создание сэндвичей. Немецкая корпорация Siemens приступила к созданию сверхпроводящего генератора на несколько сотен мегаватт.

В начале ХХI века список сверхпроводников расширился. Его пополнили не только диэлектрики и керамики, но и сплавы, содержащие железо, магний, другие металлы, но при температурах около абсолютного нуля. В них образуются куперовские пары электронов, т.е. пары, в которых экранируется кулоновские силы взаимодействия, они заменяются силами притяжения. Но эффект возникает лишь при достаточной плотности куперовских пар. Впереди дальнейшие исследования и новые открытия.