«С точки зрения сверхпроводимости это плохая новость, но когда изучаешь физические феномены, всегда хорошо понимать их истоки, — говорит физик Тоника Валла, руководитель исследовательской группы. — Если у вас есть шанс увидеть, как исчезает сверхпроводимость, это позволяет вам понять, что ее вызывает».
Брукхейвенская команда изучала хорошо известные высокотемпературные сверхпроводники, созданные из слоев оксида висмута, оксида стронция, кальция и оксида меди. На его поверхности они увидели явные признаки сверхпроводимости при температуре фазового перехода 94 градуса Кельвина — самой высокой, при которой происходит сверхпроводимость у таких материалов, пишет Phys.org.
Затем ученые нагрели образец в озоне и обнаружили, что могут добиться высоких уровней легирования и изучить ранее неисследованные части фазовой диаграммы — графика, показывающего, как материал меняет свои свойства при различных температурах в разных условиях.
В данном случае, их интересовало, сколько вакансий или дырок прибавится у материала после воздействия озоном. Чем их больше, тем сильнее становилась сверхпроводимость. При температуре в 94 К материал стал «сверх-легированным», и температура перехода упала до 50 К.
До сих пор ученым не удавалось легировать кристаллы выше этого значения. Теперь же им открылась целая куполообразная кривая диаграммы, в пиковых точках которой высокотемпературная сверхпроводимость исчезает.
Разгадка тайны сверхпроводимости откроет путь к решению многих проблем энергетики.
Материалы, переносящие ток на большие расстояния без потерь, произведут революцию в передаче энергии, уничтожат потребность в охлаждении дата-центров и приведут к появлению новых форм аккумуляторов.
Загвоздка в том, что сейчас большинство известных сверхпроводников, даже их высокотемпературные разновидности, должны работать при сверхнизких температурах. Понимание того, какие характеристики и как вызывают сверхпроводимость — это шанс создать новые материалы с более подходящими свойствами.
При помощи интенсивных импульсов фотонов физики Университета штата Айова смогли увидеть взаимодействие электронов как скрытого состояния вещества в сверхпроводящем сплаве.
