05.11.2019

Российские ученые создали и исследовали новый тип сверхпроводников

kras_superconductors_2019_0.jpg
Коллектив ученых из России, в который вошли исследователи Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук, создал новый тип сверхпроводника так называемого «полуторного» или промежуточного типа. Что это за разработка?

Особенности новых сверхпроводников позволяют использовать их в устройствах для радиоэлектроники. Они будут способны чувствовать слабейшие изменения магнитного поля и фиксировать низкочастотные волны, что можно использовать, например, для связи под водой. Более того, полученные сверхпроводники можно применять в детекторах заряженных частиц – в качестве детекторов на ускорителях, таких как Большой адронный коллайдер.

Как известно, сверхпроводимость, или способность материала проводить электрический ток без потерь, разрушается под действием магнитного поля. Сегодня в экспериментальной физике известны сверхпроводники двух типов: 1) выдерживающие слабые магнитные поля, и 2) сохраняющие свои свойства при более сильных магнитных полях. Исследователи ранее предполагали существование сверхпроводника промежуточного или полуторного типа. Он и был создан из «шариков» оксида кремния с крошечными пустотами, которые заполнены расплавленным оловом (олово может изменять тип сверхпроводимости в зависимости от размера частиц).

По данным группы научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН, полученные российскими учеными новые сверхпроводники находятся в промежуточном состоянии между первым и вторым типами сверхпроводимости. В ходе исследований изначально были созданы сверхпроводники с большими порами и крупными наночастицами олова около 100 нанометров в диаметре (первого типа), но оказалось, что если в образце с небольшими порами присутствует «смесь» крупных и мелких наночастиц олова, он начинает проявлять магнитные характеристики, предсказанные для сверхпроводников полуторного рода. Ученые отметили, что особенностью полученных сверхпроводников оказалась их упорядоченная пористая структура и слабая связь в ней между сверхпроводящими наночастицами. В образцах оловянные сверхпроводниковые элементы находились между «шариками» опала и были связаны между собой небольшими перемычками, что и приводило к слабой и легко разрушающейся связи между ними. Из-за такой специфики сверхпроводимость в синтезированном материале может разрушаться не только из-за электромагнитного поля, но и из-за «попадания» на сверхпроводник элементарных частиц, таких как фотоны, электроны и другие.
Исследователи подчеркивают, что когда сверхпроводник обладает слабой связью, то достаточно направить на образец частицу, к примеру, посветить на него одним фотоном, чтобы сверхпроводимость на короткое время разрушилась. Это позволяет использовать такие сверхпроводники как одиночные детекторы фотонов или других элементов. Более того, можно подобрать и задать такие параметры, чтобы сверхпроводники реагировали только на определенные частицы. Это позволит использовать их для ловли частиц, например, в Большом адронном коллайдере.

Нравятся наши материалы? Вы можете помочь проекту!

1