Физики объяснили неспособность сверхпроводников проводить сверхтоки

Когда в конце 1980 было объявлено об открытии высокотемпературных сверхпроводников, ученые думали, что дальнейшие их исследования приведут к созданию сверхэффективных магнитных систем и другим, выходящим за прежние представления о мире, технологиям.

Однако этого не произошло. В настоящее время ученые из университета Флориды помогают физикам понять причину.

В статье, опубликованной в online-издании Nature Physics, профессор университета Флориды Питер Хирчфелд с группой исследователей впервые точно описали, как структурные элементы верхнего атомного уровня высокотемпературных керамических сверхпроводников препятствуют движению электрических зарядов. Предложенное ими объяснение того, как границы зерен отдельных рядов атомов внутри сверхпроводника препятствуют электропроводности, является первым наиболее подходящим для явления ограничения проводимости сверхпроводников, которое не давало покоя физикам более двух десятилетий.

Питер отметил, что никто не понимал почему этот эффект настолько ощутим или почему электрический ток так сильно ограничивается этими «границами зерен». Именно это ученые и объясняют в своей статье.

Высокотемпературные сверхпроводящие керамические провода состоят из слегка неровно прилегающих друг к другу рядов атомов. Сгусток электрического заряда скапливается в углах пересечения линий, преграждая тем самым путь электрическому току.

Вклад П. Хирчфелда и его команды заключается в толковании явления и разработке математической модели, которая достаточно точно описывает происходящие процессы.

К сожалению, модель не предлагает метод преодоления этого барьера, хотя, по словам ученого, она поможет физикам более эффективно интерпретировать результаты прошлых и будущих экспериментов, что дает надежду на решение проблемы сопротивления границ зерен в будущем. Эта разработка ученых является шагом вперед на пути преодоления ограничений в применении высокотемпературных сверхпроводников и достижения ими потенциальных возможностей.

Исследование спонсировалось Министерством энергетики США. Об этом сообщает Информнаука со ссылкой на sciencedaily.