Скандий первый и единственный известный науке элемент, который остается сверхпроводящим при температуре выше 30 К. Это открытие совершили исследователи из Китая, Японии и Канады, которые подвергли скандий давлению в 283 ГПа — примерно в 2,3 млн раз больше, чем атмосферное давление на уровне моря.

Многие материалы при крайне низких температурах становятся сверхпроводниками, то есть, проводят электричество без сопротивления. Первым из них, который открыли ученые, была ртуть, которая перешла в сверхпроводящее состояние, когда ее заморозили почти до абсолютного нуля. Вскоре были открыты еще несколько материалов с аналогичными свойствами, рассказывает Physics World.

В конце 50-х теорема БШК (Бардина — Купера — Шриффера) объяснила этот переход, при котором электроны преодолевают взаимное отторжение и образуют «куперовские пары», которые затем беспрепятственно движутся сквозь материал. Но с конца 80-х появился новый класс сверхпроводников, которые теорема БШК объяснить не могла. У них критическая температура была выше точки кипения жидкого азота (77 К), и они не были металлами. Это были диэлектрики с оксидами меди. Они заронили надежду на достижение сверхпроводимости при еще более высоких температурах.

В поисках такого сверхпроводника особую роль играют элементарные материалы, облегчающие изучение сверхпроводимости. На сегодня известно около 20 элементов, достигающих сверхпроводящего состояния при давлении окружающей среды. У ниобия наивысшая температура перехода — около 9,2 К. Еще 30 элементов становятся сверхпроводниками при высоком давлении. Здесь рекорд принадлежит титану — 26 К. Вернее, принадлежал.

Ранее ученые уже экспериментировали со скандием и зафиксировала фазовые переходы под давлением 23, 104, 140 и 240 ГПа, получив Sc II, Sc III, Sc IV и Sc V, соответственно. Однако прежде он никогда не приближался к границе между фазами Sc II и Sc III. В этот раз, однако, исследователи увеличили давление до 238 ГПа и обнаружили критическую температуру выше 30 К в фазе V этого элемента.

Результат означает, что скандий — единственный известный ученым элементарный сверхпроводник с критической температурой в диапазоне 30 К. По мнению исследователей, температуру можно поднять еще выше, если увеличить давление.