Сразу два исследования сообщают об обнаружении сверхпроводимости при более высоких температурах, чем считалось возможным ранее. Эффект проявляется при соединении лантана и водорода, сжатых до чрезвычайно высоких давлений, — пишет sciencenews.org.

Все известные сверхпроводники должны быть охлаждены, чтобы функционировать, что затрудняет их реальное применение. Если бы ученые обнаружили сверхпроводник, который может работать при комнатной температуре, материал можно было бы интегрировать в электронные устройства и провода передачи и экономить огромное количество энергии, расходуемой в настоящее время на электрическое сопротивление. Поэтому ученые постоянно ищут сверхпроводники. Текущий рекордсмен сероводород работает при температуре ниже 203 кельвинов или около -70°C.

Новые доказательства сверхпроводимости основаны на резком снижении сопротивления соединения лантана и водорода при охлаждении ниже определенной температуры. Одна команда физиков под руководством физика Рассела Хемли из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне (округ Колумбия) обнаружила, что сопротивление их соединения резко упало при температуре 260 кельвинов (-13°C) — температуре очень холодного зимнего дня. Предполагаемая сверхпроводимость имела место, когда материал находился под давлением в 2 миллиона атмосфер. Некоторые образцы показали признаки сверхпроводимости при более высоких температурах — до 280 кельвинов (около 7°C).

Другая группа обнаружила доказательства сверхпроводимости в соединении лантан-водород при более холодных, но все же рекордных условиях. Исследователи измельчили ​​лантан и водород в под давлением в 1,5 миллиона атмосфер. При охлаждении до примерно 215 кельвинов (-58°С) сопротивление соединения резко падает, — сообщил физик Михаил Еремец из Института химии им. Макса Планка в Майнце.

Неясно, каковы точные структуры химических соединений и одинаковые ли материалы изучают эти две группы. Различия между образцами двух команд могут объяснить несоответствие температуры. С помощью рентгеновских лучей Хемли и его коллеги показали, что структура исследуемого материала соответствует LaH10, который содержит 10 атомов водорода на каждый атом лантана. Ранее команда Хемли предсказывала, что LaH10 будет сверхпроводящим при относительно высокой температуре.

Результаты «очень интересны», говорит теоретик-химик Ева Зурек из Университета в Буффало в Нью-Йорке. Однако исследования не являются окончательными: они не были рассмотрены экспертами и еще не продемонстрировали наиболее важную отличительную черту сверхпроводимости, называемую эффектом Мейсснера: магнитные поля вытесняются из сверхпроводящего материала. Но пока результаты согласуются с предыдущими теоретическими прогнозами, сделанными Хемли и его коллегами.

В настоящее время исследователи работают над укреплением своих доказательств сверхпроводимости. «Обеим группам следует приложить больше усилий, чтобы убедить людей», — говорит Еремец.

Необходимость сверхвысоких давлений делает применение материалов маловероятными, но лучшее понимание высокотемпературной сверхпроводимости может привести ученых к другим, более практичным сверхпроводникам.

И потенциальный новый сверхпроводник, и предыдущий рекордсмен сверхпроводимости содержат большое количество водорода. Ученые ищут сверхпроводимость в таких богатых водородом материалах, исходя из предсказания того, что чистый водород при сжатии до чрезвычайно высоких давлений станет металлом, который является сверхпроводящим при комнатной температуре. Но металлический водород оказался трудным для производства, потому что он требует даже более высокого давления, чем то, которое необходимо для богатых водородом соединений. Поэтому ученые ищут сверхпроводимость в соединениях, имитирующих водород, которые легче создавать.