Виктор Лахно из Института прикладной математики РАН показал, что частицы, называемые ТИ-биполяронами, могут быть сверхпроводимыми при температурах выше нуля по Цельсию. Теперь перед учеными стоит задача применить теорию на практике.
Классическая теория сверхпроводимости (она же теория БКШ) допускала возможность этого явления только при температурах, лишь на несколько градусов превышающих абсолютный ноль. Однако уже сегодня получены сверхпроводники, работающие при температуре в —70 градусов по Цельсию. Для комфортной и вдумчивой работы с подобными материалами физикам необходимы теоретические основы, которые бы согласовывались с реальным поведением сверхпроводников.
Наиболее перспективной теорией для объяснения сверхпроводимости является биполяронная. Согласно ей, сверхпроводимость объясняется переходами идеального трехмерного бозе-конденсата (агрегатного состояния вещества, основу которого составляют бозоны) трансляционно-инвариантных биполяронов. Ученый Виктор Лахно из Института прикладной математики добавил в эту теорию «недостающее звено», доказав, что бозе-конденсат может образоваться из квантового бозе-газа; последний, в свою очередь, состоит из тех самых ТИ-биполяронов.
Биполярон — это частица, состоящая из двух электронов проводимости, которые движутся в кристалле и связаны между собой благодаря сильному взаимодействию со средой. Виктору Лахно удалось теоретически доказать, что биполярон может представлять собой плоскую волну в кристаллической решетке, и что ТИ-биполяроны могут образовывать устойчивый бозе-конденсат даже при комнатной температуре.
Работа ученого, опубликованная в Advances in Condensed Matter Physics, открывает новые перспективы в создании комнатных сверхпроводников. Стало ясно, что для перехода в состояние сверхпроводимости не надо делать спаренными все электроны материала. Достаточно лишь нарастить до определенного уровня концентрацию ТИ-биполяронов.