март 8, 2025

Теоретичните физици доказаха, че високотемпературните свръхпроводници са възможни

Британски физици са изследвали връзката на фундаменталните константи, като масата на електрона и константата на Планк, със свръхпроводимостта при стайна температура. Откритието им е обнадеждаващо: теоретичната горна граница на температурата, при която е възможна свръхпроводимост, достига 1000 К или 726 градуса по Целзий. Това означава, че не е изключена появата на високотемпературни свръхпроводници, които със сигурност ще предизвикат революция в енергетиката, квантовите изчисления и медицинските технологии.

Известните на науката свръхпроводници – материали, които могат да провеждат електричество без съпротивление – работят само при изключително ниски температури, което силно ограничава практическото им използване. Търсенето на високотемпературен свръхпроводник – свещеният граал на физиката на кондензираната материя – се превърна в една от най-предизвикателните и привлекателни задачи на съвременната наука, пише Science Daily.

Професорът от Лондонския университет „Куин Мери“ Константин Траченко и колегите му установиха, че горната граница на температурата на свръхпроводника зависи от фундаменталните константи: масата на електрона, заряда на електрона и константата на Планк. Тези константи управляват всичко – от стабилността на атомите до формирането на звездите и синтеза на веществата, необходими за появата на живота. Откритието показва, че горната граница варира от стотици до хиляди градуси по Келвин – което означава, че стайната температура попада в този диапазон.

„Това откритие ни казва, че фундаменталните константи не изключват свръхпроводимостта при стайна температура“, казва професор Крис Пикард от Университета в Кеймбридж, съавтор на изследването. – Това дава надежда на учените: мечтата все още е жива.“

Откритията вече са потвърдени в независимо изследване. Но последиците от откритието отиват още по-далеч. Изследвайки степента, в която различните стойности на фундаменталните константи влияят върху границите на свръхпроводимостта, физиците са отворили прозорец към природата на нашата Вселена. В свят, в който фундаменталните константи са други, температурният коефициент на свръхпроводимост също би бил различен.

Така причината, поради която научната общност е заета с търсенето на високотемпературен свръхпроводник, е, че нашите фундаментални константи диктуват горната граница на температурния коефициент е в диапазона 100-1000 К, в който попада и „стайната“ температура.

Това изследване не само разширява разбирането ни за свръхпроводимостта, но и показва деликатния баланс на константите, които правят възможни нашата Вселена и живота в нея. И насърчава учените и инженерите, както пишат учените, „да продължат да изследват, експериментират и да разширяват границите на възможното“.

source

Сподели: