Александра @Bluewolf. Возможно, корейскими учеными был создан сверхпроводник при комнатной температуре и атмосферном давлении. Если это открытие подтвердится – это очень, очень изменит мир! Публикации на сайте arXiv были выложены 28 июля 2023 года, вместе с видео, якобы, демонстрирующим эффект Мейснера в образце. Под катом – часть того, что сейчас об этом известно.

Что такое сверхпроводимость и зачем она нам нужна

Это свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения. Известны несколько сотен соединений, чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние.

При понижении температуры сопротивление всех металлов снижается, и это давно известный эффект. Но, в 1911 году, после того, как удалось получить жидкий гелий (кипящий всего при 4 градусах выше абсолютного нуля), обнаружилось, что у некоторых металлов при охлаждении до таких температур сопротивление скачком снижается до нуля. Что важно – не почти до нуля, а именно до строгого нуля. Это значит, что сверхпроводник любой длины будет иметь нулевое сопротивление и нулевые потери энергии на нагрев при прохождении через него тока.

Зеленый график показывает скачкообразное падение сопротивления при переходе в сверхпроводимость.

Использовать этот эффект для передачи электроэнергии не очень удобно – нужно поддерживать весь кабель при крайне низкой температуре, на поддержание которой может уходить больше энергии, чем рассеялось бы в обычном кабеле. Поэтому сверхпроводящие провода существуют, но имеют ограниченное применение, а на мачтах ЛЭП в большинстве своем мы используем все те же обычные алюминий и сталь.

Вот толстый бублик, внутри которого лежит пациент, полный жидким гелием

Зато это позволило создать мощные и компактные электромагниты и очень сильные магнитные поля, практически недостижимые без сверхпроводимости. В частности, всем известные аппараты МРТ в основном используют сверхпроводящие электромагниты.

Эффект Мейснера и левитация

Эффект Мейснера в сверхпроводниках – это явление, при котором сверхпроводник полностью выталкивает из себя магнитное поле. По сути, сверхпроводник ведет себя, как идеальный диамагнетик (хотя механизмы этих явлений разные). Диамагнетики – это материалы, которые в присутствии внешнего магнитного поля намагничиваются в обратном этому полю направлении (и отталкивая внешнее поле). Это позволяет диамагнетикам (или сверхпроводникам) левитировать в сильном поле.

Магнит парит над охлажденным сверхпроводником.

Отталкиваясь от неподвижного сверхпроводника, магнит «всплывает» сам и продолжает «парить» до тех пор, пока внешние условия не выведут сверхпроводник из сверхпроводящей фазы. В результате этого эффекта магнит, приближающийся к сверхпроводнику, «видит» магнит одинаковой полярности и точно такого же размера, что и вызывает левитацию. Эффект работает и наоборот – сверхпроводник может левитировать над магнитом.

Высокотемпературная сверхпроводимость

После открытия сверхпроводимости начались исследования критической температуры разных металлов и сплавов в поисках такого, для которого не требуется использование дорогого и сложного в обращении жидкого гелия.