Теория решения проблемы высокотемпературной сверхпроводимости

Двое физиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) продемонстрировали, что для наблюдения результата сверхпроводимости не нужно охлаждать до критической температуры целый количество материала.

В собственной работе, которая носит чисто теоретический темперамент, авторы разглядывали модель узкого провода из сверхпроводящего материала, находящегося в контакте с двумя термостатами — совокупностями, сохраняющими собственную температуру на заданном уровне за счет громадной теплоемкости. Температуру перехода материала в сверхпроводящее состояние исследователи обозначили как Тс, а температуры термостатов — как ТR и ТL; значения этих параметров должны удовлетворять неравенству ТRТсТL. Дополнительно была введена величина ТR,с — большое значение ТR, при котором еще сохраняется сверхпроводящее состояние. Чтобы сделать запись более компактной, отношение ТL / Тс ученые обозначили буквой ?.

Моделирование проводилось для обстановки, в которой вся поверхность провода контактирует с термостатами. За ? было принято отношение площади контакта термостата ТR к неспециализированной площади поверхности; для термостата ТL это отношение равняется, следовательно, (1 – ?).

Сделав расчеты, исследователи сформулировали зависимость, которая связывает между собой вышеупомянутые параметры. Полученное уравнение имеет следующий вид:

ТR,с / Тс = ?1 – 1 / ?.

Пользуясь данной зависимостью, возможно оценить практические характеристики совокупностей, трудящихся по предложенному принципу. Так, в случае если «рабочую» температуру ТR,c поднять до точки кипения азота (77 К), 40% площади поверхности провода, изготовленного из материала с Тc ~ 60 К, нужно будет охладить до 40 К.

Само собой разумеется, больший интерес воображает увеличение ТR,c до комнатной температуры. Сравнительно не так давно открытые железосодержащие соединения, например, имеют Тc ~ 50 К; в случае если забрать ? = 0,5, то ТR,c превысит комнатную температуру при охлаждении половины длины провода до 7,5 К. При увеличения Тc до 80 К нужная температура ТL составит «целых» 20 К.

Авторы кроме этого внесли предложение экспериментальную схему для проверки собственной теории.

Теория решения проблемы высокотемпературной сверхпроводимости

Результаты расчетов, совершённых авторами (иллюстрация из издания Physical Review B)

Полная версия отчета исследователей будет размещена в издании Physical Review B; препринт статьи возможно скачать с сайта arXiv.

Опубликовано вNanoWeek,

  • Прошлая статья:Спинтроника на базе кремния
  • Следующая статья:Солнечные ячейки-оригами

Открытие рекордно высокотемпературного сверхпроводника — Артем Оганов


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: