stringtranslate.com

Сверхпроводимость

Высокотемпературный сверхпроводник, парящий над магнитом. По поверхности сверхпроводника течет постоянный электрический ток, исключающий магнитное поле магнита ( эффект Мейснера ). Этот ток эффективно образует электромагнит, который отталкивает магнит.

Сверхпроводимость — это набор физических свойств, наблюдаемых в некоторых материалах, при которых электрическое сопротивление исчезает и магнитные поля вытесняются из материала. Любой материал, обладающий этими свойствами, является сверхпроводником . В отличие от обычного металлического проводника , сопротивление которого постепенно уменьшается при понижении его температуры, вплоть до почти абсолютного нуля , сверхпроводник имеет характерную критическую температуру , ниже которой сопротивление резко падает до нуля. [1] [2] Электрический ток через петлю из сверхпроводящего провода может сохраняться неопределенно долго без источника питания. [3] [4] [5] [6]

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году голландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом . Подобно ферромагнетизму и атомным спектральным линиям , сверхпроводимость — явление, которое можно объяснить только с помощью квантовой механики . Он характеризуется эффектом Мейснера — полным подавлением магнитного поля внутри сверхпроводника при его переходах в сверхпроводящее состояние. Возникновение эффекта Мейсснера указывает на то, что сверхпроводимость нельзя понимать просто как идеализацию идеальной проводимости в классической физике .

В 1986 году было обнаружено, что некоторые купратно - перовскитные керамические материалы имеют критическую температуру выше 90 К (-183 °С). [7] Такая высокая температура перехода теоретически невозможна для обычного сверхпроводника , поэтому такие материалы называются высокотемпературными сверхпроводниками . Дешевый жидкий азот -хладагент кипит при 77 К (-196 ° C), и, таким образом, существование сверхпроводимости при более высоких температурах облегчает множество экспериментов и применений, которые менее практичны при более низких температурах.

Классификация

Существует множество критериев, по которым классифицируются сверхпроводники. Наиболее распространенными являются:

Реакция на магнитное поле

Сверхпроводник может быть типа I , что означает, что он имеет единственное критическое поле , выше которого вся сверхпроводимость теряется, а ниже которого магнитное поле полностью вытесняется из сверхпроводника; или Тип II , что означает, что он имеет два критических поля, между которыми он допускает частичное проникновение магнитного поля через изолированные точки. [8] Эти точки называются вихрями . [9] Более того, в многокомпонентных сверхпроводниках возможна комбинация этих двух поведений. В этом случае сверхпроводник относится к типу 1,5 . [10]

По теории работы

Оно является конвенциональным , если его можно объяснить теорией БКШ или ее производными, или нетрадиционным в противном случае. [11] Альтернативно, сверхпроводник называется нетрадиционным, если сверхпроводящий параметр порядка преобразуется в соответствии с нетривиальным неприводимым представлением точечной группы или пространственной группы системы.

По критической температуре

Сверхпроводник обычно считается высокотемпературным , если он достигает сверхпроводящего состояния при температуре выше 30 К (-243,15 ° C); [12] как и в первоначальном открытии Георга Беднорца и К. Алекса Мюллера . [7] Это также может быть ссылка на материалы, которые переходят в сверхпроводимость при охлаждении с использованием жидкого азота , то есть только при T c  > 77 K, хотя обычно это используется только для того, чтобы подчеркнуть, что жидкого азотного охладителя достаточно. Низкотемпературные сверхпроводники относятся к материалам с критической температурой ниже 30 К и охлаждаются преимущественно жидким гелием ( Т с  > 4,2 К). Единственным исключением из этого правила является группа сверхпроводников пниктида железа , которые демонстрируют поведение и свойства, типичные для высокотемпературных сверхпроводников, однако некоторые из этой группы имеют критические температуры ниже 30 К.

По материалу

Вверху: Периодическая таблица сверхпроводящих элементарных твердых тел и их экспериментальная критическая температура (T).
Внизу: Периодическая таблица сверхпроводящих бинарных гидридов (0–300 ГПа). Теоретические предсказания обозначены синим цветом, а экспериментальные результаты - красным [13]

Классы сверхпроводниковых материалов включают химические элементы (например, ртуть или свинец ), сплавы (такие как ниобий-титан , германий-ниобий и нитрид ниобия ), керамику ( YBCO и диборид магния ), сверхпроводящие пниктиды (например, LaOFeAs, легированные фтором) или органические сверхпроводники. ( фуллерены и углеродные нанотрубки ; хотя, возможно, эти примеры следует отнести к химическим элементам, так как они полностью состоят из углерода ). [14] [15]

Элементарные свойства сверхпроводников

Некоторые физические свойства сверхпроводников различаются от материала к материалу, такие как критическая температура, величина сверхпроводящей щели, критическое магнитное поле и критическая плотность тока, при которой сверхпроводимость разрушается. С другой стороны, существует класс свойств, которые не зависят от основного материала. Наиболее важными примерами являются эффект Мейснера, квантование магнитного потока или постоянных токов, т.е. состояние нулевого сопротивления. Существование этих «универсальных» свойств коренится в природе нарушения симметрии сверхпроводника и возникновении недиагонального дальнего порядка. Сверхпроводимость является термодинамической фазой и, таким образом, обладает определенными отличительными свойствами, которые в значительной степени не зависят от микроскопических деталей. Недиагональный дальний порядок тесно связан с образованием куперовских пар .

Нулевое электрическое сопротивление постоянному току

Электрические кабели для ускорителей в ЦЕРН . И массивные, и тонкие кабели рассчитаны на ток 12 500 А. Сверху: штатные кабели для ЛЭП ; внизу: кабели на основе сверхпроводников для БАКа .
Поперечное сечение предварительно сформированного сверхпроводникового стержня из заброшенного Техасского сверхпроводящего суперколлайдера (SSC) .

Самый простой способ измерить электрическое сопротивление образца какого-либо материала — включить его в электрическую цепь последовательно с источником тока I и измерить результирующее напряжение V на образце. Сопротивление образца определяется законом Ома как R = V/I . Если напряжение равно нулю, это означает, что сопротивление равно нулю.

Superconductors are also able to maintain a current with no applied voltage whatsoever, a property exploited in superconducting electromagnets such as those found in MRI machines. Experiments have demonstrated that currents in superconducting coils can persist for years without any measurable degradation. Experimental evidence points to a lifetime of at least 100,000 years. Theoretical estimates for the lifetime of a persistent current can exceed the estimated lifetime of the universe, depending on the wire geometry and the temperature.[5] In practice, currents injected in superconducting coils have persisted for more than 27 years (as of August 2022) in superconducting gravimeters.[16][17] In such instruments, the measurement is based on the monitoring of the levitation of a superconducting niobium sphere with a mass of 4 grams.

In a normal conductor, an electric current may be visualized as a fluid of electrons moving across a heavy ionic lattice. The electrons are constantly colliding with the ions in the lattice, and during each collision some of the energy carried by the current is absorbed by the lattice and converted into heat, which is essentially the vibrational kinetic energy of the lattice ions. As a result, the energy carried by the current is constantly being dissipated. This is the phenomenon of electrical resistance and Joule heating.

The situation is different in a superconductor. In a conventional superconductor, the electronic fluid cannot be resolved into individual electrons. Instead, it consists of bound pairs of electrons known as Cooper pairs. This pairing is caused by an attractive force between electrons from the exchange of phonons. This pairing is very weak, and small thermal vibrations can fracture the bond. Due to quantum mechanics, the energy spectrum of this Cooper pair fluid possesses an energy gap, meaning there is a minimum amount of energy ΔE that must be supplied in order to excite the fluid. Therefore, if ΔE is larger than the thermal energy of the lattice, given by kT, where k is the Boltzmann constant and T is the temperature, the fluid will not be scattered by the lattice.[18] The Cooper pair fluid is thus a superfluid, meaning it can flow without energy dissipation.

В классе сверхпроводников, известных как сверхпроводники II рода , включая все известные высокотемпературные сверхпроводники , чрезвычайно низкое, но ненулевое удельное сопротивление появляется при температурах, не слишком ниже номинального сверхпроводящего перехода, когда электрический ток прикладывается в сочетании с сильным магнитным полем. поле, которое может быть вызвано электрическим током. Это происходит из-за движения магнитных вихрей в электронной сверхтекучей жидкости, рассеивающей часть энергии, переносимой током. Если ток достаточно мал, вихри стационарны и удельное сопротивление исчезает. Сопротивление, обусловленное этим эффектом, ничтожно по сравнению с сопротивлением несверхпроводящих материалов, но его необходимо учитывать в чувствительных экспериментах. Однако, когда температура падает достаточно далеко ниже номинального сверхпроводящего перехода, эти вихри могут замерзнуть в неупорядоченную, но стационарную фазу, известную как «вихревое стекло». Ниже этой температуры вихревого стеклования сопротивление материала становится действительно нулевым.

Фаза перехода

Поведение теплоемкости (cv , синий) и удельного сопротивления (ρ, зеленый) при сверхпроводящем фазовом переходе

В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются при понижении температуры Т ниже критической температуры Т с . Значение этой критической температуры варьируется от материала к материалу. Обычные сверхпроводники обычно имеют критические температуры в диапазоне от примерно 20  К до менее 1 К. Например, твердая ртуть имеет критическую температуру 4,2 К. По состоянию на 2015 год самая высокая критическая температура, обнаруженная для обычного сверхпроводника, составляет 203 К для H 2 . S, хотя требовалось высокое давление примерно в 90 гигапаскалей. [19] Купратные сверхпроводники могут иметь гораздо более высокие критические температуры: YBa 2 Cu 3 O 7 , один из первых открытых купратных сверхпроводников, имеет критическую температуру выше 90 К, а купраты на основе ртути были обнаружены с превышением критической температуры. 130 К. Основной физический механизм, ответственный за высокую критическую температуру, пока не ясен. Однако очевидно, что здесь имеет место двухэлектронное спаривание, хотя природа спаривания ( волна против волны) остается спорной. [20]

Аналогичным образом, при фиксированной температуре ниже критической температуры сверхпроводящие материалы перестают быть сверхпроводящими при приложении внешнего магнитного поля , превышающего критическое магнитное поле . Это связано с тем, что свободная энергия Гиббса сверхпроводящей фазы увеличивается квадратично с увеличением магнитного поля, в то время как свободная энергия нормальной фазы примерно не зависит от магнитного поля. Если материал сверхпроводит в отсутствие поля, то свободная энергия сверхпроводящей фазы меньше, чем у нормальной фазы и, следовательно, для некоторого конечного значения магнитного поля (пропорционального квадратному корню из разности свободных энергий при нуле). магнитное поле) две свободные энергии будут равны и произойдет фазовый переход в нормальную фазу. В более общем смысле, более высокая температура и более сильное магнитное поле приводят к меньшей доле сверхпроводящих электронов и, следовательно, к большей лондонской глубине проникновения внешних магнитных полей и токов. Глубина проникновения становится бесконечной при фазовом переходе.

Возникновение сверхпроводимости сопровождается резкими изменениями различных физических свойств, что является признаком фазового перехода . Например, электронная теплоемкость пропорциональна температуре в нормальном (несверхпроводящем) режиме. При сверхпроводящем переходе он претерпевает скачок и после этого перестает быть линейным. Вместо этого при низких температурах он меняется как e −α/ T для некоторой константы α. Такое экспоненциальное поведение является одним из доказательств существования энергетической щели .

Порядок сверхпроводящего фазового перехода долгое время был предметом споров. Эксперименты показывают, что переход является вторым родом, то есть скрытой теплоты нет . Однако при наличии внешнего магнитного поля существует скрытое тепло, поскольку сверхпроводящая фаза имеет меньшую энтропию ниже критической температуры, чем нормальная фаза. Экспериментально показано [21] , что, как следствие, при увеличении магнитного поля за пределы критического поля возникающий фазовый переход приводит к понижению температуры сверхпроводящего материала.

Расчеты 1970-х годов показали, что на самом деле оно может быть слабым первого порядка из-за влияния дальнодействующих флуктуаций электромагнитного поля. В 1980-е годы с помощью теории поля беспорядка, в которой главную роль играют вихревые линии сверхпроводника, было теоретически показано, что переход имеет второй род в режиме II рода и первый порядок (т. е. по скрытой теплоте) . ) в режиме типа I и что две области разделены трикритической точкой . [22] Результаты были подтверждены компьютерным моделированием Монте-Карло. [23]

Эффект Мейснера

Эффект Мейсснера в высокотемпературном сверхпроводнике (черная таблетка) с магнитом NdFeB (металлический)

Когда сверхпроводник помещается в слабое внешнее магнитное поле H и охлаждается ниже температуры перехода, магнитное поле выбрасывается. Эффект Мейсснера не приводит к полному выбросу поля, а вместо этого поле проникает в сверхпроводник, но только на очень небольшое расстояние, характеризуемое параметром  λ , называемым глубиной проникновения Лондона , экспоненциально спадающим до нуля в объеме материала. . Эффект Мейснера является определяющей характеристикой сверхпроводимости. Для большинства сверхпроводников глубина проникновения Лондона составляет порядка 100 нм.

Эффект Мейсснера иногда путают с тем типом диамагнетизма , который можно ожидать от идеального электрического проводника: согласно закону Ленца , когда к проводнику прикладывается изменяющееся магнитное поле, оно индуцирует в проводнике электрический ток, который создает противоположное магнитное поле. поле. В идеальном проводнике может индуцироваться сколь угодно большой ток, и возникающее магнитное поле точно нейтрализует приложенное поле.

От этого отличается эффект Мейснера – это самопроизвольное изгнание, происходящее при переходе к сверхпроводимости. Предположим, у нас есть материал в нормальном состоянии, содержащий постоянное внутреннее магнитное поле. Когда материал охлаждается ниже критической температуры, мы наблюдаем резкое изгнание внутреннего магнитного поля, чего не ожидаем на основании закона Ленца.

Феноменологическое объяснение эффекту Мейсснера дали братья Фриц и Хайнц Лондон , показавшие, что свободная электромагнитная энергия в сверхпроводнике минимизируется при условии, что

где H — магнитное поле, а λ — глубина проникновения Лондона.

Это уравнение, известное как уравнение Лондона , предсказывает, что магнитное поле в сверхпроводнике затухает экспоненциально от любого значения, которым оно обладает на поверхности.

Говорят, что сверхпроводник с небольшим магнитным полем или вообще без него находится в состоянии Мейснера. Состояние Мейснера нарушается, когда приложенное магнитное поле слишком велико. Сверхпроводники можно разделить на два класса в зависимости от того, как происходит этот пробой. В сверхпроводниках типа I сверхпроводимость резко разрушается, когда напряженность приложенного поля превышает критическое значение H c . В зависимости от геометрии образца можно получить промежуточное состояние [24], состоящее из барочной структуры [25] областей нормального материала, несущего магнитное поле, смешанного с областями сверхпроводящего материала, не содержащего поля. В сверхпроводниках типа II увеличение приложенного поля выше критического значения H c 1 приводит к смешанному состоянию (также известному как вихревое состояние), в котором все большее количество магнитного потока проникает в материал, но сопротивление потоку электрический ток, пока ток не слишком велик. При второй критической напряженности поля H c 2 сверхпроводимость разрушается. Смешанное состояние на самом деле вызвано вихрями в электронной сверхтекучей жидкости, иногда называемыми флаксонами , поскольку поток, переносимый этими вихрями, квантован . Большинство чистых элементарных сверхпроводников, за исключением ниобия и углеродных нанотрубок , относятся к типу I, тогда как почти все примесные и составные сверхпроводники относятся к типу II.

Лондонский момент

И наоборот, вращающийся сверхпроводник генерирует магнитное поле, точно ориентированное по оси вращения. Эффект, лондонский момент, нашел хорошее применение в Gravity Probe B. В этом эксперименте были измерены магнитные поля четырех сверхпроводящих гироскопов, чтобы определить их оси вращения. Это имело решающее значение для эксперимента, поскольку это один из немногих способов точно определить ось вращения безликой сферы.

История

Хайке Камерлинг-Оннес (справа), первооткрыватель сверхпроводимости. Пауль Эренфест , Хендрик Лоренц , Нильс Бор стоят слева от него.

Сверхпроводимость была открыта 8 апреля 1911 года Хейке Камерлинг-Оннесом, который изучал устойчивость твердой ртути при криогенных температурах, используя недавно полученный жидкий гелий в качестве хладагента . [26] При температуре 4,2 К он заметил, что сопротивление резко исчезло. [27] В том же эксперименте он также наблюдал сверхтекучий переход гелия при 2,2 К, не осознавая его значения. Точная дата и обстоятельства открытия были реконструированы только столетие спустя, когда была найдена записная книжка Оннеса. [28] В последующие десятилетия сверхпроводимость наблюдалась и в ряде других материалов. В 1913 году было обнаружено, что свинец обладает сверхпроводимостью при температуре 7 К, а в 1941 году — сверхпроводимостью нитрида ниобия при температуре 16 К.

Большие усилия были направлены на выяснение того, как и почему работает сверхпроводимость; Важный шаг произошел в 1933 году, когда Мейснер и Оксенфельд обнаружили, что сверхпроводники испускают приложенные магнитные поля - явление, которое стало известно как эффект Мейснера. [29] В 1935 году Фриц и Хайнц Лондон показали, что эффект Мейснера является следствием минимизации электромагнитной свободной энергии , переносимой сверхпроводящим током. [30]

Лондонские материальные уравнения

Теоретическая модель, которая была впервые предложена для сверхпроводимости, была полностью классической: она резюмировалась определяющими уравнениями Лондона . Она была выдвинута братьями Фрицем и Хайнцем Лондонами в 1935 году, вскоре после открытия того, что магнитные поля вытесняются из сверхпроводников. Главным триумфом уравнений этой теории является их способность объяснить эффект Мейсснера, [29] при котором материал экспоненциально вытесняет все внутренние магнитные поля при пересечении порога сверхпроводимости. Используя уравнение Лондона, можно получить зависимость магнитного поля внутри сверхпроводника от расстояния до поверхности. [31]

Два основных уравнения для сверхпроводника по Лондону:

второго закона Ньютона

Традиционные теории (1950-е годы)

В 1950-е годы физики- теоретики конденсированного состояния пришли к пониманию «обычной» сверхпроводимости с помощью пары замечательных и важных теорий: феноменологической теории Гинзбурга-Ландау (1950) и микроскопической теории БКШ (1957). [32] [33]

В 1950 году Ландау и Гинзбург разработали феноменологическую теорию сверхпроводимости Гинзбурга-Ландау . [34] Эта теория, которая объединила теорию фазовых переходов второго рода Ландау с волновым уравнением типа Шрёдингера , имела большой успех в объяснении макроскопических свойств сверхпроводников. В частности, Абрикосов показал, что теория Гинзбурга-Ландау предсказывает разделение сверхпроводников на две категории, которые сейчас называются типом I и типом II. Абрикосов и Гинзбург были удостоены Нобелевской премии 2003 года за свою работу (Ландау получил Нобелевскую премию 1962 года за другие работы и умер в 1968 году). Четырехмерное расширение теории Гинзбурга-Ландау, модель Коулмана-Вайнберга , важно в квантовой теории поля и космологии .

Также в 1950 году Максвелл и Рейнольдс и др. обнаружил, что критическая температура сверхпроводника зависит от изотопной массы составляющего элемента. [35] [36] Это важное открытие указало на электрон - фононное взаимодействие как на микроскопический механизм, ответственный за сверхпроводимость.

Полная микроскопическая теория сверхпроводимости была наконец предложена в 1957 году Бардином , Купером и Шриффером . [33] Эта теория БКШ объяснила сверхпроводящий ток как сверхтекучую жидкость куперовских пар, пар электронов, взаимодействующих посредством обмена фононами. За эту работу авторы были удостоены Нобелевской премии в 1972 году.

Теория БКШ получила более прочную основу в 1958 году, когда Н. Н. Боголюбов показал, что волновая функция БКШ, первоначально полученная на основе вариационного аргумента, может быть получена с помощью канонического преобразования электронного гамильтониана . [37] В 1959 году Лев Горьков показал, что теория БКШ сводится к теории Гинзбурга–Ландау вблизи критической температуры. [38] [39]

Обобщения теории БКШ для обычных сверхпроводников составляют основу понимания явления сверхтекучести , поскольку они попадают в класс универсальности лямбда-перехода . Степень применимости таких обобщений к нетрадиционным сверхпроводникам до сих пор остается спорной.

Дальнейшая история

Первое практическое применение сверхпроводимости было разработано в 1954 году, когда Дадли Аллен Бак изобрел криотрон . [40] Два сверхпроводника с сильно различающимися значениями критического магнитного поля объединяются для создания быстрого и простого переключателя компьютерных элементов.

Вскоре после открытия сверхпроводимости в 1911 году Камерлинг-Оннес попытался создать электромагнит со сверхпроводящими обмотками, но обнаружил, что относительно слабые магнитные поля разрушают сверхпроводимость в исследуемых им материалах. Намного позже, в 1955 г., Г.Б. Интема [41] сумел сконструировать небольшой электромагнит с железным сердечником силой 0,7 тесла и обмотками из сверхпроводящей ниобиевой проволоки. Затем, в 1961 году, Дж. Э. Кунцлер , Э. Бюлер, ФСЛ Сюй и Дж. Верник [42] сделали поразительное открытие, что при температуре 4,2 К ниобий-олово , соединение, состоящее из трех частей ниобия и одной части олова, способно поддерживающий плотность тока более 100 000 ампер на квадратный сантиметр в магнитном поле силой 8,8 тесла. Несмотря на то, что ниобий-олово хрупкий и трудный в изготовлении, с тех пор он оказался чрезвычайно полезным в супермагнитах, генерирующих магнитные поля силой до 20 Тесла. В 1962 году Т.Г. Берлинкурт и Р.Р. Хейк [43] [44] обнаружили, что более пластичные сплавы ниобия и титана подходят для применения при напряжениях до 10 тесла. Сразу после этого коммерческое производство ниобий-титановой супермагнитной проволоки началось в Westinghouse Electric Corporation и Wah Chang Corporation . Хотя ниобий-титан обладает менее впечатляющими сверхпроводящими свойствами, чем свойства ниобия-олова, ниобий-титан, тем не менее, стал наиболее широко используемым супермагнитным материалом «рабочей лошадкой», в значительной степени вследствие его очень высокой пластичности и простоты изготовления. Однако как ниобий-олово, так и ниобий-титан находят широкое применение в медицинских устройствах визуализации МРТ, изгибающих и фокусирующих магнитах для огромных ускорителей частиц высокой энергии и во множестве других применений. Conectus, европейский консорциум по сверхпроводимости, подсчитал, что в 2014 году глобальная экономическая деятельность, для которой сверхпроводимость была необходима, составила около пяти миллиардов евро, причем на системы МРТ пришлось около 80% от этой суммы.

В 1962 году Джозефсон сделал важное теоретическое предсказание о том, что сверхток может течь между двумя частями сверхпроводника, разделенными тонким слоем изолятора. [45] Это явление, теперь называемое эффектом Джозефсона , используется в сверхпроводящих устройствах, таких как СКВИДы . Он используется при наиболее точных доступных измерениях кванта магнитного потока Φ 0  =  h /(2 e ), где h — постоянная Планка . В сочетании с квантовым сопротивлением Холла это приводит к точному измерению постоянной Планка. За эту работу Джозефсон был удостоен Нобелевской премии в 1973 году. [46]

В 2008 году было высказано предположение, что тот же механизм, который создает сверхпроводимость, может создавать состояние суперизолятора в некоторых материалах с почти бесконечным электрическим сопротивлением . [47] Первая разработка и исследование сверхпроводящего конденсата Бозе-Эйнштейна (БЭК) в 2020 году предполагает, что существует «плавный переход» между режимами БЭК и режимами Бардина-Купера-Шриффера . [48] ​​[49]

Высокотемпературная сверхпроводимость

Хронология сверхпроводящих материалов. Цвета представляют разные классы материалов:

До 1986 года физики считали, что теория БКШ запрещает сверхпроводимость при температурах выше 30 К. В том же году Беднорц и Мюллер обнаружили сверхпроводимость в оксиде лантана, бария, меди (LBCO), купратно- перовскитном материале на основе лантана , температура перехода которого составляла 35 К (Нобелевская премия по физике, 1987 г.). [7] Вскоре было обнаружено, что замена лантана иттрием ( т.е. создание YBCO) подняла критическую температуру выше 90 К. [50]

Этот скачок температуры имеет особое инженерное значение, поскольку позволяет использовать жидкий азот в качестве хладагента, заменяя жидкий гелий. [50] Жидкий азот можно производить относительно дешево, даже на месте. Более высокие температуры также помогают избежать некоторых проблем, возникающих при температурах жидкого гелия, таких как образование пробок из замороженного воздуха, которые могут блокировать криогенные линии и вызывать непредвиденное и потенциально опасное повышение давления. [51] [52]

С тех пор было открыто множество других купратных сверхпроводников, и теория сверхпроводимости в этих материалах является одной из важнейших нерешенных задач теоретической физики конденсированного состояния . [53] [54] В настоящее время существуют две основные гипотезы – теория резонирующей валентной связи и теория спиновых флуктуаций, которая пользуется наибольшей поддержкой в ​​исследовательском сообществе. [55] Вторая гипотеза предполагала, что спаривание электронов в высокотемпературных сверхпроводниках осуществляется посредством спиновых волн ближнего действия, известных как парамагноны . [56] [57] [ сомнительно – обсудить ]

В 2008 году голографическая сверхпроводимость, использующая голографическую двойственность или теорию соответствия AdS/CFT , была предложена Губсером, Хартноллом, Герцогом и Горовицем в качестве возможного объяснения высокотемпературной сверхпроводимости в некоторых материалах. [58]

Примерно с 1993 г. самым известным высокотемпературным сверхпроводником был керамический материал, состоящий из ртути, бария, кальция, меди и кислорода (HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8+δ ) с T c  = 133–138 К. [59] [59] [ 60]

В феврале 2008 года было обнаружено семейство высокотемпературных сверхпроводников на основе железа. [61] [62] Хидео Хосоно из Токийского технологического института и его коллеги обнаружили лантан, кислород, фтор, арсенид железа (LaO 1-x F x FeAs), оксипниктид , который обладает сверхпроводимостью при температуре ниже 26 К. Замена лантана в LaO 1- x F x FeAs с самарием приводит к сверхпроводникам, работающим при 55 К. [63]

В 2014 и 2015 годах сероводород ( H
2S ) при чрезвычайно высоких давлениях (около 150 гигапаскалей) был сначала предсказан, а затем подтвержден как высокотемпературный сверхпроводник с температурой перехода 80 К. [64] [65] [66] Кроме того, в 2019 году было обнаружено, что лантан гидрид ( LaH
10) становится сверхпроводником при 250 К и давлении 170 гигапаскалей. [67] [66]

В 2018 году исследовательская группа из физического факультета Массачусетского технологического института обнаружила сверхпроводимость в двухслойном графене с одним слоем, закрученным под углом примерно 1,1 градуса, при охлаждении и приложении небольшого электрического заряда. Даже если эксперименты не проводились в высокотемпературной среде, результаты меньше коррелируют с классическими, но высокотемпературными сверхпроводниками, поскольку не требуется введение посторонних атомов. [68] Эффект сверхпроводимости возник в результате закручивания электронов в вихрь между слоями графена, называемый « скирмионами ». Они действуют как одна частица и могут объединяться в пары в слоях графена, создавая основные условия, необходимые для сверхпроводимости. [69]

В 2020 году в статье в журнале Nature был описан сверхпроводник комнатной температуры (критическая температура 288 К), изготовленный из водорода, углерода и серы под давлением около 270 гигапаскалей . [70] [71] Однако в 2022 году статья была отозвана редакцией, поскольку обоснованность процедур вычитания фона была поставлена ​​под сомнение. Все девять авторов утверждают, что исходные данные убедительно подтверждают основные утверждения статьи. [72]

31 декабря 2023 года в журнале «Advanced Quantum Technologies» была опубликована статья «Глобальная сверхпроводимость графита при комнатной температуре», в которой утверждается, что она демонстрирует сверхпроводимость при комнатной температуре и давлении окружающей среды в высокоориентированном пиролитическом графите с плотными массивами почти параллельных линейных дефектов. [73]

Приложения

Видео сверхпроводящей левитации YBCO

Сверхпроводники являются многообещающими материалами-кандидатами для разработки фундаментальных элементов электронных, спинтронных и квантовых технологий. Одним из таких примеров является сверхпроводящий диод [74] , в котором сверхток течет только в одном направлении, что обещает бездиссипативные сверхпроводящие и полупроводниково-сверхпроводящие гибридные технологии.

Сверхпроводящие магниты являются одними из самых мощных известных электромагнитов . Они используются в аппаратах МРТ / ЯМР , масс-спектрометрах , магнитах управления лучом, используемых в ускорителях частиц , и магнитах, удерживающих плазму, в некоторых токамаках . Их также можно использовать для магнитной сепарации, при которой слабомагнитные частицы выделяются из фона менее магнитных или немагнитных частиц, как в пигментной промышленности. Их также можно использовать в больших ветряных турбинах для преодоления ограничений, налагаемых высокими электрическими токами: сверхпроводящий ветряной генератор промышленного класса мощностью 3,6 мегаватт успешно прошел испытания в Дании. [75]

В 1950-х и 1960-х годах сверхпроводники использовались для создания экспериментальных цифровых компьютеров с использованием криотронных переключателей. [76] Совсем недавно сверхпроводники стали использоваться для создания цифровых схем на основе технологии быстрого одиночного квантового потока, а также радиочастотных и микроволновых фильтров для базовых станций мобильных телефонов .

Сверхпроводники используются для создания джозефсоновских переходов , которые являются строительными блоками СКВИДов (сверхпроводящих квантовых интерференционных устройств), самых чувствительных из известных магнитометров . СКВИДы используются в сканирующих СКВИД-микроскопах и магнитоэнцефалографии . Серия устройств Джозефсона используется для реализации вольта СИ . Сверхпроводящие детекторы фотонов [77] могут быть реализованы в различных конфигурациях устройств. В зависимости от конкретного режима работы джозефсоновский переход сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник может использоваться как детектор фотонов или как смеситель . Большое изменение сопротивления при переходе из нормального состояния в сверхпроводящее используется для построения термометров в криогенных микрокалориметрах- детекторах фотонов . Тот же эффект используется в сверхчувствительных болометрах из сверхпроводящих материалов. Сверхпроводящие однофотонные детекторы на нанопроводах обеспечивают высокоскоростное и малошумное обнаружение одиночных фотонов и широко используются в современных приложениях подсчета фотонов . [78]

Возникают другие ранние рынки, где относительная эффективность, преимущества в размерах и весе устройств на основе высокотемпературной сверхпроводимости перевешивают связанные с этим дополнительные затраты. Например, в ветряных турбинах меньший вес и объем сверхпроводящих генераторов может привести к экономии затрат на строительство и башню, компенсируя более высокие затраты на генератор и снижая общую приведенную стоимость электроэнергии (LCOE). [79]

Многообещающие будущие применения включают в себя высокопроизводительные интеллектуальные сети , передачу электроэнергии , трансформаторы , устройства накопления энергии , компактные термоядерные устройства , электродвигатели (например, для движения транспортных средств, таких как поезда на магнитной подвеске или поезда на магнитной подвеске ), устройства магнитной левитации , ограничители тока повреждения , усовершенствование устройства спинтроники со сверхпроводящими материалами [80] и сверхпроводящее магнитное охлаждение . Однако сверхпроводимость чувствительна к движущимся магнитным полям, поэтому приложения, использующие переменный ток (например, трансформаторы), будет сложнее разработать, чем те, которые полагаются на постоянный ток . По сравнению с традиционными линиями электропередачи сверхпроводящие линии электропередачи более эффективны и требуют лишь небольшой площади, что не только приведет к улучшению экологических показателей, но также может улучшить общественное признание расширения электрической сети. [81] Еще одним привлекательным промышленным аспектом является возможность передачи высокой мощности при более низких напряжениях. [82] Достижения в эффективности систем охлаждения и использование дешевых хладагентов, таких как жидкий азот, также значительно снизили затраты на охлаждение, необходимое для сверхпроводимости.

Нобелевские премии

По состоянию на 2022 год было присуждено пять Нобелевских премий по физике по предметам, связанным со сверхпроводимостью:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Комбескот, Роланд (2022). Сверхпроводимость. Издательство Кембриджского университета. стр. 1–2. ISBN 9781108428415.
  2. ^ Фоссхайм, Кристиан; Судбо, Асле (2005). Сверхпроводимость: физика и приложения. Джон Уайли и сыновья. п. 7. ISBN 9780470026434.
  3. ^ Бардин, Джон; Купер, Леон; Шриффер-младший (1 декабря 1957 г.). «Теория сверхпроводимости». Физический обзор . 108 (5): 1175. Бибкод : 1957PhRv..108.1175B . дои : 10.1103/physrev.108.1175 . ISBN 978-0-677-00080-0. S2CID  73661301 . Проверено 6 июня 2014 г.Перепечатано Николаем Николаевичем Боголюбовым (1963) Теория сверхпроводимости, Том. 4 , CRC Press, ISBN 0677000804 , с. 73. 
  4. ^ Дэйнтит, Джон (2009). Факты о файловом словаре по физике (4-е изд.). Издательство информационной базы. п. 238. ИСБН 978-1-4381-0949-7.
  5. ^ ab Gallop, Джон К. (1990). СКВИДЫ, эффекты Джозефсона и сверхпроводящая электроника. ЦРК Пресс . стр. 1, 20. ISBN. 978-0-7503-0051-3.
  6. ^ Даррант, Алан (2000). Квантовая физика материи. ЦРК Пресс. стр. 102–103. ISBN 978-0-7503-0721-5.
  7. ^ abc Беднорц, Дж. Г. и Мюллер, К. А. (1986). «Возможная сверхпроводимость с высокой T c в системе Ba-La-Cu-O». З. Физ. Б.​ 64 (1): 189–193. Бибкод : 1986ZPhyB..64..189B. дои : 10.1007/BF01303701. S2CID  118314311.
  8. ^ "Сверхпроводимость | ЦЕРН" . дом.церн . Проверено 29 октября 2020 г.
  9. ^ Ортакер, Анджелина. «Сверхпроводимость» (PDF) . Технический университет Граца .
  10. ^ «Сверхпроводник типа 1,5 показывает свои полосы» . Мир физики . 17 февраля 2009 г. Проверено 29 октября 2020 г.
  11. ↑ Гибни, Элизабет (5 марта 2018 г.). «Неожиданное открытие графена может раскрыть секреты сверхпроводимости». Новости. Природа . 555 (7695): 151–152. Бибкод : 2018Natur.555..151G. дои : 10.1038/d41586-018-02773-w . PMID  29517044. Сверхпроводники делятся на два типа: обычные, активность которых можно объяснить основной теорией сверхпроводимости, и нетрадиционные, когда это невозможно.
  12. ^ Грант, Пол Майкл (2011). «Великая квантовая загадка». Природа . Nature Publishing Group, подразделение Macmillan Publishers Limited. Все права защищены. 476 (7358): 37–39. дои : 10.1038/476037a. PMID  21814269. S2CID  27665903.
  13. ^ Флорес-Ливас, Хосе А.; и другие. (29 апреля 2020 г.). «Взгляд на обычные высокотемпературные сверхпроводники при высоком давлении: методы и материалы». Отчеты по физике . 856 : 1–78. arXiv : 1905.06693 . Бибкод : 2020PhR...856....1F. doi :10.1016/j.physrep.2020.02.003. S2CID  155100283.
  14. ^ Хирш, Дж. Э.; Клен, МБ; Марсильо, Ф. (15 июля 2015 г.). «Классы сверхпроводящих материалов: Введение и обзор». Физика C: Сверхпроводимость и ее приложения . Сверхпроводящие материалы: обычные, нетрадиционные и неопределенные. 514 : 1–8. arXiv : 1504.03318 . Бибкод : 2015PhyC..514....1H. doi :10.1016/j.physc.2015.03.002. ISSN  0921-4534. S2CID  12895850.
  15. ^ «Классификация сверхпроводников» (PDF) . ЦЕРН .
  16. ^ Ван Кэмп, Мишель; Фрэнсис, Оливье; Лекок, Томас (2017). «Запись гравитационной истории Бельгии». Эос . 98 . дои : 10.1029/2017eo089743 .
  17. ^ Ван Кэмп, Мишель; де Вирон, Оливье; Уотлет, Арно; Мёрерс, Бруно; Фрэнсис, Оливье; Кодрон, Корантен (2017). «Геофизика на основе измерений земной силы тяжести, изменяющейся во времени» (PDF) . Обзоры геофизики . 55 (4): 2017RG000566. Бибкод : 2017RvGeo..55..938V. дои : 10.1002/2017rg000566. ISSN  1944-9208. S2CID  134876430.
  18. ^ Тинкхэм, Майкл (1996). Введение в сверхпроводимость . Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., с. 8. ISBN 0486435032.
  19. ^ Дроздов, А.; Еремец, М.; Троян И.; Ксенофонтов В. (17 августа 2015 г.). «Обычная сверхпроводимость при 203 Кельвина при высоких давлениях в системе гидрида серы». Природа . 525 (2–3): 73–76. arXiv : 1506.08190 . Бибкод : 2015Natur.525...73D. дои : 10.1038/nature14964. PMID  11369082. S2CID  4468914.
  20. ^ Тинкхэм, Майкл (1996). Введение в сверхпроводимость . Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., с. 16. ISBN 0486435032.
  21. ^ Долечек, Р.Л. (1954). «Адиабатическое намагничивание сверхпроводящей сферы». Физический обзор . 96 (1): 25–28. Бибкод : 1954PhRv...96...25D. дои : 10.1103/PhysRev.96.25.
  22. ^ Кляйнерт, Х. (1982). «Беспорядковая версия абелевой модели Хиггса и порядок сверхпроводящего фазового перехода» (PDF) . Lettere al Nuovo Cimento . 35 (13): 405–412. дои : 10.1007/BF02754760. S2CID  121012850.
  23. ^ Хоув, Дж.; Мо, С.; Судьбо, А. (2002). «Вихревые взаимодействия и термоиндуцированный переход от сверхпроводимости типа I к сверхпроводимости типа II» (PDF) . Физический обзор B . 66 (6): 064524. arXiv : cond-mat/0202215 . Бибкод : 2002PhRvB..66f4524H. doi : 10.1103/PhysRevB.66.064524. S2CID  13672575.
  24. ^ Ландау, Лев Д.; Лифшиц, Евгений М. (1984). Электродинамика сплошных сред . Курс теоретической физики . Том. 8. Оксфорд, Англия: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-2634-7.
  25. ^ Каллауэй, Дэвид Дж. Э. (1990). «О замечательной структуре сверхпроводящего промежуточного состояния». Ядерная физика Б . 344 (3): 627–645. Бибкод : 1990NuPhB.344..627C. дои : 10.1016/0550-3213(90)90672-Z.
  26. ^ ван Делфт, Дирк; Кес, Питер (01 сентября 2010 г.). «Открытие сверхпроводимости». Физика сегодня . 63 (9): 38–43. Бибкод : 2010ФТ....63и..38В. дои : 10.1063/1.3490499 . ISSN  0031-9228.
  27. ^ Камерлинг-Оннес, Хайке (1911). «Дальнейшие опыты с жидким гелием. В. Об изменении электрического сопротивления чистых металлов при очень низких температурах и т. д. IV. Сопротивление чистой ртути при гелиевых температурах». Труды секции наук . 13 : 1274–1276. Бибкод : 1910KNAB...13.1274K.
  28. ^ ванДелфт, Дирк; Кес, Питер (сентябрь 2010 г.). «Открытие сверхпроводимости» (PDF) . Физика сегодня . 63 (9): 38–43. Бибкод : 2010ФТ....63и..38В. дои : 10.1063/1.3490499.
  29. ^ аб Мейснер, В. и Оксенфельд, Р. (1933). «Ein neuer Effekt bei Eintritt der Supraleitfähigkeit». Naturwissenschaften . 21 (44): 787–788. Бибкод : 1933NW.....21..787M. дои : 10.1007/BF01504252. S2CID  37842752.
  30. ^ Лондон, Ф. и Лондон, Х. (1935). «Электромагнитные уравнения сверхпроводника». Труды Лондонского королевского общества А. 149 (866): 71–88. Бибкод : 1935RSPSA.149...71L. дои : 10.1098/rspa.1935.0048. JSTOR  96265.
  31. ^ «Лондонские уравнения». Открытый университет . Проверено 16 октября 2011 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  32. ^ Бардин, Дж.; Купер, Л.Н. и Шриффер, младший (1957). «Микроскопическая теория сверхпроводимости». Физический обзор . 106 (1): 162–164. Бибкод : 1957PhRv..106..162B. дои : 10.1103/PhysRev.106.162 .
  33. ^ Аб Бардин, Дж.; Купер, Л.Н. и Шриффер, младший (1957). «Теория сверхпроводимости». Физический обзор . 108 (5): 1175–1205. Бибкод : 1957PhRv..108.1175B. дои : 10.1103/PhysRev.108.1175 .
  34. ^ Гинзбург, В.Л. и Ландау, Л.Д. (1950). «К теории сверхпроводимости». Журнал Экспериментальной и теоретической физики . 20 :1064.
  35. ^ Максвелл, Э. (1950). «Изотопный эффект в сверхпроводимости Меркурия». Физический обзор . 78 (4): 477. Бибкод : 1950ФРв...78..477М. doi : 10.1103/PhysRev.78.477.
  36. ^ Рейнольдс, Калифорния; Серин, Б.; Райт, У.Х. и Несбитт, Л.Б. (1950). «Сверхпроводимость изотопов Меркурия». Физический обзор . 78 (4): 487. Бибкод : 1950PhRv...78..487R. doi : 10.1103/PhysRev.78.487.
  37. ^ Боголюбов, Н. Н. (1958). «Новый метод в теории сверхпроводимости». Журнал Экспериментальной и теоретической физики . 34:58 .
  38. ^ Горьков, Л.П. (1959). «Микроскопический вывод уравнений Гинзбурга – Ландау в теории сверхпроводимости». Журнал Экспериментальной и теоретической физики . 36 :1364.
  39. ^ Комбескот, М.; Погосов, Западная Вирджиния; Бетбедер-Матибет, О. (2013). «Анзац БКШ для сверхпроводимости в свете подхода Боголюбова и точной волновой функции Ричардсона – Годена». Физика C: Сверхпроводимость . 485 : 47–57. arXiv : 1111.4781 . Бибкод : 2013PhyC..485...47C. doi :10.1016/j.physc.2012.10.011. S2CID  119121639.
  40. ^ Бак, Дадли А. «Криотрон – сверхпроводящий компьютерный компонент» (PDF) . Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института . Проверено 10 августа 2014 г.
  41. ^ Интема, Великобритания (1955). «Сверхпроводящая обмотка электромагнита». Физический обзор . 98 (4): 1197. Бибкод : 1955PhRv...98.1144.. doi : 10.1103/PhysRev.98.1144.
  42. ^ Кунцлер, Дж. Э.; Бюлер, Э.; Сюй, ФЛС; Верник, Дж. Х. (1961). «Сверхпроводимость в Nb3Sn при высокой плотности тока в магнитном поле 88 кгаусс». Письма о физических отзывах . 6 (3): 89–91. Бибкод : 1961PhRvL...6...89K. doi :10.1103/PhysRevLett.6.89.
  43. ^ Берлинкурт, Т.Г. и Хейк, Р.Р. (1962). «Исследование сверхпроводящих сплавов переходных металлов в импульсном магнитном поле при высоких и низких плотностях тока». Бюллетень Американского физического общества . II-7 : 408.
  44. ^ Берлинкур, TG (1987). «Появление Nb-Ti как супермагнитного материала» (PDF) . Криогеника . 27 (6): 283–289. Бибкод : 1987Крио...27..283Б. дои : 10.1016/0011-2275(87)90057-9.
  45. ^ Джозефсон, BD (1962). «Возможные новые эффекты в сверхпроводящем туннелировании». Письма по физике . 1 (7): 251–253. Бибкод : 1962PhL.....1..251J. дои : 10.1016/0031-9163(62)91369-0.
  46. ^ «Нобелевская премия по физике 1973 года». NobelPrize.org . Архивировано из оригинала 25 марта 2021 г. Проверено 30 марта 2021 г.
  47. ^ «Было создано недавно открытое фундаментальное состояние материи - суперизолятор» . Наука Дейли . 9 апреля 2008 года . Проверено 23 октября 2008 г.
  48. ^ «Исследователи демонстрируют сверхпроводник, который раньше считался невозможным» . физ.орг . Проверено 8 декабря 2020 г.
  49. ^ Хасимото, Такахиро; Ота, Юичи; Цузуки, Акихиро; Нагашима, Цубаки; Фукусима, Акико; Касахара, Сигэру; Мацуда, Юджи; Мацуура, Кохей; Мизуками, Юта; Сибаучи, Такасада; Шин, Шик; Окадзаки, Кодзо (1 ноября 2020 г.). «Сверхпроводимость бозе-эйнштейновской конденсации, вызванная исчезновением нематического состояния». Достижения науки . 6 (45): eabb9052. Бибкод : 2020SciA....6.9052H. doi : 10.1126/sciadv.abb9052. ISSN  2375-2548. ПМЦ 7673702 . ПМИД  33158862. 
  50. ^ Аб Ву, МК; и другие. (1987). «Сверхпроводимость при 93 К в новой смешанной системе соединений Y – Ba – Cu – O при атмосферном давлении». Письма о физических отзывах . 58 (9): 908–910. Бибкод : 1987PhRvL..58..908W. doi : 10.1103/PhysRevLett.58.908 . ПМИД  10035069.
  51. ^ «Введение в жидкий гелий». Отдел криогеники и жидкостей . Центр космических полетов Годдарда, НАСА.
  52. ^ «Раздел 4.1 «Воздушная пробка в линии наполнения»» . Руководство по криогенной системе сверхпроводящего каменного магнитометра . Предприятия 2G. Архивировано из оригинала 6 мая 2009 года . Проверено 9 октября 2012 года .
  53. ↑ Абрикосов, Алексей А. (8 декабря 2003 г.). «Сверхпроводники типа II и вихревая решетка». Нобелевская лекция .
  54. ↑ Гинграс, Оливье (сентябрь 2021 г.). Нетрадиционная сверхпроводимость рутената стронция: электронные корреляции и связь спин-орбита (на французском языке).Кандидатская диссертация.
  55. ↑ Манн, Адам (20 июля 2011 г.). «Высокотемпературная сверхпроводимость в 25: все еще в напряжении». Природа . 475 (7356): 280–2. Бибкод : 2011Natur.475..280M. дои : 10.1038/475280a. PMID  21776057. S2CID  205066154.
  56. ^ Пайнс, Д. (2002), «Модель спиновых флуктуаций для высокотемпературной сверхпроводимости: прогресс и перспективы», Щелевая симметрия и флуктуации в высокотемпературных сверхпроводниках , Научная серия НАТО: B, том. 371, Нью-Йорк: Kluwer Academic, стр. 111–142, номер документа : 10.1007/0-306-47081-0_7, ISBN. 978-0-306-45934-4
  57. ^ Монту, П.; Балацкий А.В. и Пайнс Д. (1991). «К теории высокотемпературной сверхпроводимости в антиферромагнитно-коррелированных оксидах купратов». Письма о физических отзывах . 67 (24): 3448–3451. Бибкод : 1991PhRvL..67.3448M. doi : 10.1103/PhysRevLett.67.3448 . ПМИД  10044736.
  58. ^ Ян Заанен, Ян Лю, Я Сунь К.Шальм (2015). Голографическая двойственность в физике конденсированного состояния . Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
  59. ^ Шиллинг, А.; и другие. (1993). «Сверхпроводимость выше 130 К в системе Hg–Ba–Ca–Cu–O». Природа . 363 (6424): 56–58. Бибкод : 1993Natur.363...56S. дои : 10.1038/363056a0. S2CID  4328716.
  60. ^ Дай, П.; Чакумакос, Британская Колумбия; Солнце, ГФ; Вонг, К.В.; и другие. (1995). «Синтез и нейтронографическое исследование сверхпроводника HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8+δ путем замещения Tl». Физика С. 243 (3–4): 201–206. Бибкод : 1995PhyC..243..201D. дои : 10.1016/0921-4534(94)02461-8.
  61. ^ Такахаши, Хироки; Игава, Кадзуми; Арии, Казунобу; Камихара, Йоичи; и другие. (2008). «Сверхпроводимость при 43 К в слоистом соединении на основе железа LaO 1−x F x FeAs». Природа . 453 (7193): 376–378. Бибкод : 2008Natur.453..376T. дои : 10.1038/nature06972. PMID  18432191. S2CID  498756.
  62. ^ Чо, Адриан (30 октября 2014 г.). «Обнаружено второе семейство высокотемпературных сверхпроводников». ScienceNOW Daily News.
  63. ^ Рен, Чжи-Ань; и другие. (2008). «Сверхпроводимость и фазовая диаграмма в оксидах мышьяка на основе железа ReFeAsO1-d (Re = редкоземельный металл) без легирования фтором». ЭПЛ . 83 (1): 17002. arXiv : 0804.2582 . Бибкод : 2008EL.....8317002R. дои : 10.1209/0295-5075/83/17002. S2CID  96240327.
  64. ^ Ли, Иньвэй; Хао, Цзянь; Лю, Ханью; Ли, Яньлин; Ма, Янмин (07 мая 2014 г.). «Металлизация и сверхпроводимость плотного сероводорода». Журнал химической физики . 140 (17): 174712. arXiv : 1402.2721 . Бибкод : 2014JChPh.140q4712L. дои : 10.1063/1.4874158. ISSN  0021-9606. PMID  24811660. S2CID  15633660.
  65. ^ Дроздов, АП; Еремец, М.И.; Троян, ИА; Ксенофонтов В.; Шилин, С.И. (2015). «Обычная сверхпроводимость при 203 Кельвина при высоких давлениях в системе гидрида серы». Природа . 525 (7567): 73–6. arXiv : 1506.08190 . Бибкод : 2015Natur.525...73D. дои : 10.1038/nature14964. ISSN  0028-0836. PMID  26280333. S2CID  4468914.
  66. ^ Аб Вуд, Чарли (14 октября 2020 г.). «Впервые достигнута сверхпроводимость при комнатной температуре». Журнал Кванта . Проверено 29 октября 2020 г.
  67. ^ Дроздов, АП; Конг, ПП; Миньков В.С.; Беседин, ИП; Кузовников М.А.; Мозаффари, С.; Баликас, Л.; Балакирев Ф.Ф.; Граф, DE; Прокопенко В.Б.; Гринберг, Э.; Князев Д.А.; Ткач, М.; Еремец, МИ (2019). «Сверхпроводимость при 250 К в гидриде лантана под высоким давлением». Природа . 569 (7757): 528–531. arXiv : 1812.01561 . Бибкод : 2019Natur.569..528D. дои : 10.1038/s41586-019-1201-8. PMID  31118520. S2CID  119231000.
  68. ^ Цао, Юань ; Фатеми, Валла; Демир, Ахмет; Фанг, Шианг; Томаркен, Спенсер Л.; Луо, Джейсон Ю.; Санчес-Ямагиши, доктор юридических наук; Ватанабэ, К.; Танигучи, Т. (05 марта 2018 г.). «Коррелированное поведение изолятора при половинном заполнении графеновых сверхрешеток с магическим углом». Природа . 556 (7699): 80–84. arXiv : 1802.00553 . Бибкод : 2018Natur.556...80C. дои : 10.1038/nature26154. ISSN  1476-4687. PMID  29512654. S2CID  4601086.
  69. ↑ Вуд, Чарли (16 марта 2021 г.). «Новый поворот раскрывает секреты сверхпроводимости». Журнал Кванта . Проверено 23 марта 2021 г.
  70. ^ Снайдер, Элиот; и другие. (14 октября 2020 г.). «Сверхпроводимость при комнатной температуре в углеродистом гидриде серы». Природа . 586 (7829): 373–377. Бибкод : 2020Natur.586..373S. doi : 10.1038/s41586-020-2801-z. OSTI  1673473. PMID  33057222. S2CID  222823227.
  71. ↑ Чанг, Кеннет (14 октября 2020 г.). «Наконец-то первый сверхпроводник комнатной температуры». Нью-Йорк Таймс .
  72. ^ Снайдер, Эллиот; Дасенброк-Гаммон, Натан; Макбрайд, Рэймонд; Дебессай, Мэтью; Виндана, Хиранья; Венкатасами, Кевин; Лоулер, Кейт В.; Саламат, Ашкан; Диас, Ранга П. (26 сентября 2022 г.). «Примечание к опровержению: сверхпроводимость при комнатной температуре в углеродистом гидриде серы». Природа . 610 (7933): 804. Бибкод : 2022Natur.610..804S. дои : 10.1038/s41586-022-05294-9 . PMID  36163290. S2CID  252544156.
  73. ^ Копелевич, Яков; Торрес, Хосе; Да Силва, Робсон; Оливейра, Фелипе; Диамантини, Мария Кристина; Тругенбергер, Карло; Винокур, Валерий (2024). «Глобальная сверхпроводимость при комнатной температуре в графите». Передовые квантовые технологии . 7 (2). arXiv : 2208.00854 . дои : 10.1002/qute.202300230.
  74. ^ Надим, Мухаммед; Фюрер Михаэль С.; Ван, Сяолинь (2023). «Эффект сверхпроводящего диода» . Обзоры природы Физика . 5 (10): 558–577. Бибкод : 2023NatRP...5..558N. doi : 10.1038/s42254-023-00632-w. ISSN  2522-5820. S2CID  261976918.
  75. ^ Проектирование и полевые испытания первого в мире ротора ReBCO для ветрогенератора мощностью 3,6 МВт» Анн Берген, Расмус Андерсен, Маркус Бауэр, Герман Бой, Марсель тер Брейк, Патрик Брутсарт, Карстен Бюрер, Марк Далле, Йеспер Хансен и Герман Тен Кейт, 25 октября 2019 г., Наука и технологии сверхпроводников.
  76. ^ Брок, Дэвид К. (19 марта 2014 г.). «Забытый криотронный компьютер Дадли Бака». Институт инженеров электротехники и электроники . Проверено 30 марта 2021 г.
  77. ^ Морозов, Дмитрий В.; Касабури, Алессандро; Хэдфилд, Роберт Х. (11 марта 2022 г.). «Сверхпроводящие детекторы фотонов» (PDF) . Современная физика . 62 (2): 69–91. дои : 10.1080/00107514.2022.2043596. ISSN  0010-7514. S2CID  247422273.
  78. ^ Натараджан, CM (апрель 2012 г.). «Сверхпроводящие однофотонные детекторы на нанопроволоке: физика и применение». Сверхпроводниковая наука и технология . 25 (6): 063001. arXiv : 1204.5560 . Бибкод : 2012SuScT..25f3001N. дои : 10.1088/0953-2048/25/6/063001. S2CID  4893642 — через IOP Publishing.
  79. ^ Ислам; и другие. (2014). «Обзор гондолы морской ветряной турбины: технические проблемы, а также тенденции исследований и разработок». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 33 : 161–176. дои : 10.1016/j.rser.2014.01.085. HDL : 10453/33256 .
  80. ^ Линдер, Джейкоб; Робинсон, Джейсон Вашингтон (2 апреля 2015 г.). «Сверхпроводящая спинтроника». Физика природы . 11 (4): 307–315. arXiv : 1510.00713 . Бибкод : 2015NatPh..11..307L. дои : 10.1038/nphys3242. S2CID  31028550.
  81. ^ Томас; и другие. (2016). «Сверхпроводящие линии электропередачи – устойчивая передача электроэнергии с более высоким общественным признанием?» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 55 : 59–72. дои : 10.1016/j.rser.2015.10.041 .
  82. ^ Рен, Ли; и другие. (2009). «Технико-экономическая оценка ВТС-кабелей». Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости . 19 (3): 1774–1777. дои : 10.1109/TASC.2009.2019058. S2CID  46117301.
  83. ^ «Все Нобелевские премии по физике». Нобелевская премия . Нобель Медиа АБ 2014.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В Wikiquote есть цитаты, связанные со сверхпроводимостью .