Сделанные российским физиком расчеты говорят экспериментаторам, что искать ее нужно в длинных страйпах.
Принятая теория сверхпроводимости БКШ, за которую ее создатели
Бардин, Купер и Шриффер в 1972 году получили Нобелевскую премию, не
давала права на существование данного явления при температуре выше
нескольких градусов по Кельвину (около -270 по Цельсию). Однако
экспериментаторов это не останавливало.
Они искали и в 1986 году Мюллер и Беднорц нашли первое соединение из
класса высокотемпературных сверхпроводящих купратов La2-xBaxCuO4
(Т=-243°по Цельсию), за что тоже получили Нобелевскую премию. Сейчас
ученые уже создали материалы, способные к сверхпроводимости при
температурах до -70°по Цельсию. Это породило множество вариантов новых
объяснений механизма сверхпроводимости. Одно из них биполяронное. На
данный момент доктором физико-математических наук Виктором Лахно,
руководителем лаборатории квантово-механических систем Института
математических проблем биологии РАН рассчитана возможность поддержки
сверхпроводимости при комнатной температуре в страйпах. Статья
опубликована в журнале Springer Plus.
С помощью современных микроскопов можно увидеть, что переходу в
сверхпроводящее состояние в кристаллической решетке вещества сопутствует
образование страйпов. Страйпы это локальные одномерные деформации
решетки. Они короткие - несколько нанометров и сверхпроводящие.
«Согласно полученным расчетам в страйпах возможно существование сверхпроводящего бозе-конденсата», - прокомментировал профессор Виктор Лахно. Результаты в корне
отличаются от того, что дает теория БКШ. Новое решение снимает запрет на
существование сверхпроводящего бозе-конденсата в одномерных
системах, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet
Today.
Конденсат Бозе — Эйнштейна — это пятое агрегатное состояние материи,
которое было предсказано Альбертом Эйнштейном в 1925 году на основе
работ индийского физика Бозе. Сам конденсат был получен через 70 лет, в
1995 году Корнеллом и Виманом. Учёные использовали газ из атомов
рубидия, охлаждённый до практически абсолютного нуля (1,7х10-7
кельвинов). За это в 2001 году им была присуждена Нобелевская премия.
Бозе-конденсат характеризуется тем, что все частицы движутся
согласованно. Они формируют одну квантово-механическую волну и ведут
себя как одна гигантская частица. Все они одновременно находятся в одном
и том же месте, и каждая из них «размазана» по всей области
пространства. Лахно математически доказал, что квантовый бозе-газ из
трансляционно-инвариантных биполяронов в одномерном проводнике может
образовывать бозе-конденсат.
Полярон – квазичастица, состоящая из электронов и возмущений, которые
он производит, пролетая сквозь кристаллическую решетку. Такие
возмущения называют фононами. Ввел понятие полярона советский физик
Пекар в 1946 году, в дальнейшем теория поляронов получила важное
развитие в работах нашего соотечественника Тулуба, нашедшего новое
решение задачи о поляроне в случае сильного взаимодействия электрона с
решеткой. Биполярон это два полярона, связанных между собой фононным
взаимодействием. Виктору Лахно удалось показать, что биполярон может
обладать свойством трансляционной инвариантности, то есть представлять
собой плоскую волну, бегущую в кристаллической решетке. Ученый
теоретически доказал, что трансляционно-инвариантные биполяроны могут
создавать устойчивый бозе-конденсат в страйпах даже при комнатной
температуре. А значит сверхпроводимость при этих температурах возможна.
Виктор Лахно: «Ранее считалось, что сверхпроводимость возможна
только в коротких страйпах, а в длинных она исчезает, поэтому вопрос о
создании искусственных страйпов большой длины никогда не возникал и не
ставился. Но результаты данного исследования, напротив, говорят, что
высокотемпературный сверхпроводник должен включать в себя длинные
страйпы, которые могут быть созданы с использованием методов современной
нанотехнологии.»
Теперь дело за практиками - нужно создать материалы с длинными
страйпами. Сейчас на современном уровне нанотехнологий это вполне
реально.
