Корейские исследователи Сокпэ Ли, Чжихун Ким и Ян-Ван Квон объявили об открытии сверхпроводимости при температуре +127 °C (400 °K).
Если открытие подтвердится, наша цивилизация изменится.
Эффект был достигнут на свинцово-апатитном материале, где четверть ионов свинца была заменена медью. Ли и Ким получили материал в 1999 году и назвали его LK-99 по первым буквам фамилии и последним цифрам года.
Сверхпроводящий образец ЛК-99 парит над магнитом
В марте 2023 года исследователи получили патент на LK-99, в апреле в корейском журнале была опубликована статья, но она была на корейском языке и осталась незамеченной. Только 23 июля препринт был опубликован на ArXiv.org (ссылка в конце поста). Сейчас ученые из разных стран лихорадочно пытаются повторить эксперимент.
Авторы не были широко известными учеными, но в изучении сверхпроводимости новичкам часто везло по счастливой случайности.
Сверхпроводимость была случайно обнаружена голландцем Хайке Каммерлинг-Оннесом в 1911 году в лаборатории в Лейдене. Исследователь измерил электрическое сопротивление ртути при понижении температуры. Сопротивление постепенно уменьшалось и внезапно при температуре около -270 °C сопротивление полностью упало до нуля. Просто до нуля и все... В сверхпроводнике вообще нет сопротивления. Мне сказали, что в Лейденской лаборатории до сих пор есть кольцо тока, которое было включено в 1927 году. Батарейку сняли, и ток крутится уже почти 100 лет. Может крутиться вечно, без потерь.
Следующие 75 лет ученые строили теорию сверхпроводимости и искали материалы с более горячей точкой перехода. Большой вклад внесла группа Гинзбурга-Ландау-Абрикосова-Горькова (теория ГЛАГ), а наиболее важной стала теория Бардина-Купера-Шриффера (БКШ). Точка перехода поднялась всего на двадцать градусов за 75 лет. Опубликовано много работ серьезных ученых, теоретически доказывающих невозможность сверхпроводимости при температурах выше минус 250 °С.
Неожиданно в 1986 году два швейцарских исследователя Мюллер и Беднорц обнаружили сверхпроводник при температуре минус 238 °C. Исследователи были неизвестны, они работали в небольшой лаборатории IBM в Цюрихе, о которой научное сообщество не слышало. Материалом была керамика, сверхпроводимость которой ранее не исследовалась. Та самая керамика, из которой можно делать тарелки. Мюллер и Беднорц получили Нобелевскую премию в 1987 году.
Ученые всего мира бросились экспериментировать с керамикой. Помню забитую до отказа Центральную физическую аудиторию физического факультета, где говорили о "горячих сверхпроводниках". В течение года исследователи подняли температуру сверхпроводников еще на 100 градусов до минус 140 °C. В последующие годы рост температуры замедлился.
Обратите внимание: Открыт Святой Грааль палеонтологии – самое раннее известное животное на Земле.
Последний рекорд был в 2019 году -23°С (250К), но при высоком давлении (188 ГПа). Не подходит для общего пользования. Теория БКШ не может объяснить горячую сверхпроводимость в керамике; полная теория высокотемпературной сверхпроводимости еще не построена.А теперь - сообщение о прорыве корейцев сразу к плюс 127°С при атмосферном давлении. Это открывает большие возможности.
Зачем вообще нужна сверхпроводимость? Вы думаете о снижении потерь при передаче энергии по проводам? Едва ли. Сверхпроводящие материалы обычно слишком дороги и сложны в обработке для линий электропередач.
В основном сверхпроводники используются для катушек, которые создают сильное магнитное поле. Поэтому важно, что, помимо высокой температуры, корейский материал ЛК-99 показал стойкость сверхпроводимости к сильному магнитному полю.
Использование горячих сверхпроводников может помочь в создании термоядерной электростанции на ТОКАМАК (тороидальная камера с магнитными катушками), где очень сильное магнитное поле удерживает очень горячую плазму. Я давно считал, что мы никогда не увидим коммерческую термоядерную электростанцию, но на горячих сверхпроводниках такая установка может стать возможной. Правда лет в 30-50, не раньше, но шанс есть.
Еще одним возможным применением может быть магнитная левитация — полеты на магнитной подушке. В таких фильмах, как «Назад в будущее» или «Звездные войны», различные устройства парят в воздухе, не потребляя энергии. Вряд ли ученые освоят антигравитацию, но левитацию в магнитном поле открыл еще в 1933 году Вальтер Мейснер. Это явление еще называют «эффектом Мухаммеда» — по легенде гроб пророка в Медине навеки висит в воздухе между небом и землей. А вдруг это мощный горячий природный сверхпроводник?) Проверить невозможно, доступа к могиле Мухаммеда нет, саудовские богословы запрещают поклоняться могилам.
Если бы ЛК-99 оправдал ожидания, поезда Маглев на магнитной подушке стали бы намного экономичнее и дешевле. Да и HyperLoop Илона Маска обрел бы другой ветер.
Поезд на магнитной подвеске "CRRC 600" Китай. Скорость 620 км/ч. Начало эксплуатации 2025 г
Летающим автомобилям придется проложить под дорогами сверхпроводящие цепи, что маловероятно, но сверхпроводники могут наконец зафиксировать победу электромобилей над двигателями внутреннего сгорания. Сверхпроводники могут выступать в качестве накопителей энергии. Ток закачивается в сверхпроводящее кольцо и забирается оттуда. Насколько я понимаю, такое устройство вполне возможно.
Есть и другие применения: в МРТ, в квантовых компьютерах.
В конце статьи авторы написали: «Мы верим, что наша работа станет историческим событием, которое откроет новую эру для человечества».
Оптимистичный…
Ждем подтверждения открытия.
ЛИТЕРАТУРА:
1. «Первый сверхпроводник при комнатной температуре при атмосферном давлении» Сукбэ Ли, Джи-Хун Ким, Ён-Ван Квон
2. «Рассмотрение вопроса о разработке сверхпроводника при комнатной температуре и атмосферном давлении (LK-99)» Сукбэ Ли, Чжихун Ким, Сунгён Им и еще 3 человека | 2023, 33(2) | стр. 61~70
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: НАЙДЕН ГРААЛЬ ФИЗИКИ - ГОРЯЧАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ?.