Мир технологий навсегда изменится: сверхпроводники смогут работать при комнатной температуре

Группа ученых из Лондонского университета королевы Марии раскрыла важные детали о возможных температурных пределах для сверхпроводимости в своем новом исследовании.

Они определили, что сверхпроводимость может существовать в температурном диапазоне от 100 до 1000 Кельвинов (примерно от -173 до 727°C). Это открытие важное, поскольку диапазон температур от 293 до 298 К (что соответствует 20-25°C) — это температура окружающей среды, то есть вполне достижимая для использования в реальных приложениях.

Сверхпроводники обладают уникальными свойствами, такими как отсутствие сопротивления при определенных условиях, что делает их потенциально революционными для множества отраслей, включая здравоохранение, передачу энергии и квантовые вычисления. Однако текущая проблема заключается в том, что они работают только при чрезвычайно низких температурах, что ограничивает их практическое применение.

Одной из ключевых задач, над которой работают ученые, является поиск сверхпроводников, которые могут работать при комнатной температуре. Важно знать, существует ли теоретический верхний предел для сверхпроводимости, который бы исключал возможность достижения этого при комнатной температуре. Исследование показало, что фундаментальные физические константы, такие как масса электрона, постоянная Планка, заряд электрона и постоянная тонкой структуры, играют ключевую роль в установлении этого верхнего предела.

К примеру, в твердых телах атомы колеблются из-за тепловой энергии, и их скорость зависит от прочности связи и атомной массы, что определяется квантовой механикой. Эти колебания, известные как фононы, играют важную роль в образовании куперовских пар, которые и обеспечивают сверхпроводимость. Поскольку частота фононов имеет пределы, связанные с фундаментальными константами, это накладывает теоретическое ограничение на максимально возможную температуру сверхпроводимости (TC).

Результаты исследования подтверждают, что сверхпроводимость при комнатной температуре теоретически возможна, что дает основания для дальнейших экспериментов и исследований, направленных на достижение этой цели.

Источник:  interestingengineering