Создан первый сверхпроводящий материал, структура которого была полностью рассчитана на компьютере

Международная команда ученых, возглавляемая профессором физики Бингемтонского университета Алексеем Колмогоровым, успешно синтезировала новый тип сверхпроводящего материала, структура которого была полностью рассчитана на компьютере. Этот материал принадлежит к виду железо-тетроборидных компаундных материалов, которые имеют четкую кристаллическую структуру и демонстрируют сверхпроводимость определенного типа, и которые считались ранее малоперспективными с точки зрения технологий сверхпроводимости.

«Все сверхпроводящие материалы до последнего времени получались исключительно экспериментальным путем, методом проб и ошибок» – рассказывает Алексей Колмогоров, – «Но используя теоретические знания и результаты исследований в области сверхпроводимости, можно рассчитать, каким изменениям требуется подвергнуть тот или иной материал для того, чтобы он стал сверхпроводником. К сожалению, большинство сверхпроводящих материалов крайне неустойчивы и их свойства деградируют со временем под влиянием различных факторов. Поэтому разработка новых устойчивых сверхпроводящих материалов является большим шагом вперед».

Напомним нашим читателям, что сверхпроводящие материалы – это материалы, способные в определенных условиях, к примеру, при крайне низкой температуре или в сверхсильном магнитном поле, проводить электрический ток, не оказывая ему сопротивления. Такие материалы, используемые в линиях электропередачи, смогут обеспечить передачу энергии практически без потерь, что приведет к ежегодной экономии многих миллионов долларов.

Явление сверхпроводимости было открыто более ста лет назад, а главные достижения в этой области были сделаны в 1960-х годах, что позволило применение сверхпроводников в практических целях в некоторых областях. Критическая температура, т.е. температура, при которой материал становится, сверхпроводником, для большинства материалов находится в диапазоне от 0 до 136 градусов по шкале Кельвина. И понимая все огромные перспективы, которые сулит человечеству использование сверхпроводников, многие ученые работают над поисками материалов, обладающих сверхпроводимостью при высоких температурах, так называемых высокотемпературных сверхпроводников.

Несколько лет назад, Алексей Колмогоров, а затем и ученые из Оксфордского университета, начали изучение материалов, содержащих бор. Эти материалы, имеющие сложные кристаллические решетки, обладают рядом уникальных качеств и применяются в различных областях науки и техники. Проникая все глубже в тайны организации боросодержащих материалов, ученые разработали специализированный программный комплекс, который может в автоматическом режиме произвести анализ свойств некоторых устойчивых кристаллических структур. «Эволюционный» алгоритм этих программ позволяет максимально точно воспроизвести естественные процессы, происходящие в моделируемых материалах, и отобрать материалы с заданным набором характеристик из тысяч предложенных вариантов.

Поиск, выполненный с помощью вышеуказанного программного обеспечения, позволил выявить всего лишь два интересных материала из крайне широкого ряда соединений бора и железа. Один из этих двух материалов, согласно расчетам, должен был иметь достаточно высокий порог критической температуры, который находится в пределах от 15 до 20 градусов Кельвина.

Получив данную информацию, Наталия Дубровинская и Леонид Дубровинский, профессора из одного германского университета, провели ряд экспериментов и синтезировали малое количество железо-тетроборида, имеющего заданную структуру кристаллической решетки. Измерения свойств этого материала, которые были проведены позже экспериментальным путем, подтвердили расчетное значение критической температуры этого сверхпроводника и исключительную твердость этого материала.

«Успешный синтез сверхпроводящего материала демонстрирует то, что нам потребуется с помощью компьютера пересмотреть все имеющиеся у нас данные. Вполне вероятно, что мы сможем найти "жемчужины» сверхпроводимости в тех местах, которые общепринято признаны малоперспективными« – рассказывает Алексей Колмогоров, – "Теперь мы собираемся попробовать изменить структуру рассчитанного на компьютере материала, что сможет повысить порог его критической температуры».

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

www.dailytechinfo.org

kurzweilai.net