Знаете ли Вы, что такое сверхпроводники? Я Вам сейчас расскажу. Каждый год руководство РЖД проводит конкурс, в ходе которого выявляется лучший проводник всех железных дорог России. Так вот, победителю этого конкурса вручается грамота и присваивается почетное звание «Сверхпроводник». В конкурсную программу включены соревнования по разжиганию титанов на время, усмирению буйных дембелей и изготовление максимально возможного количества чая за определенный отрезок времени.😁 Шутка.
А если серьезно, то давайте вспомним 80 года прошлого века. Те, кто жил в те времена, и был достаточно молод, помнит конечно это словосочетание – «холодный синтез». А еще, наверное, этот человек помнит что-то о компьютерах пятого поколения. Именно эти технологии, как считалось в 80-х годах, должны были изменить наш мир!
Однако прошло три десятилетия… И практически ничего в этих направлениях кардинально не сдвинулось.
Что такое сверхпроводники?
В те же годы много говорили и о сверхпроводниках. То есть о материалах, которые при соответствующих условиях перестают сопротивляться прохождению электрического тока. И поэтому он может течь в них совершенно без потерь. Такие материалы получили название сверхпроводники. Их использование подразумевает очень серьезное повышение эффективности в очень многих областях, в которых используется электричество. И список таких областей практически бесконечен.
Широкую огласку эта концепция получила, как уже говорилось выше, в 80-х годах прошлого века. Однако стоить отметить, что эта идея не была нова. Потому что впервые явление сверхпроводимости наблюдали в далеком 1911 году. Однако до 80-х годов все известные сверхпроводники работали только при чрезвычайно низких, близких к абсолютному нулю температурах. А это означало, что им требовалось огромное количество энергии для охлаждения. Это делало сверхпроводники фактически бесполезными для практического применения. В те времена достижение бОльшего успеха считалось не просто инженерной проблемой. Оно считалось теоретически невозможным!.
Но все же сверхпроводники оставались актуальными. Поскольку исследователи открыли особый вид керамики, которая могла работать как сверхпроводник при относительно высоких температурах. (Я подчеркиваю – относительно! Потому что открытие 80-х означало, что сверхпроводники могут работать при -183 градусах по Цельсию!).
Это достижение может показаться не очень многообещающим. Однако оно вызвало серьезные ожидания относительно темпов технического прогресса в этой области. Некоторые энтузиасты даже фантазировали, что превосходство в сверхпроводниках сможет означать мировое экономическое превосходство!
Однако вскоре оказалось, что все эти ожидания были сильно преувеличены.
Новые надежды
Тем не менее исследования продолжились. И, к счастью, они прогрессируют. Появляется все больше и больше различных материалов, позволяющих достигать сверхпроводимости при все более и более высоких температурах. А два года назад физики фактически достигли появления эффекта сверхпроводимости практически при «комнатной температуре». Сверхпроводимость возникла при +14 по Цельсию! Это примерно средняя температура в мае в городе Москве. И это событие привлекло огромное внимание ученых всего мира!
Однако, как говориться, в этой истории есть нюанс. Поскольку почему-то не очень широко в репортажах СМИ были освещены конкретные обстоятельства достижения этой самой сверхпроводимости. Дело тут вот в чем. Рассматриваемый сверхпроводник (сплав водорода, углерода и серы) работал, потому что находился под давлением 270 гигапаскалей. Именно это число чаще всего упоминают. Но никто его не объясняет.
Однако те, кто знаком с этой единицей измерения, понимают, что эта цифра эквивалентна атмосферному давлению на уровне моря более чем в 2,6 миллиона раз! Или на глубине около 25 000 километров! То есть более чем в две тысячи раз превышает давление на дне Марианской впадины!
Исследователи просто сменили один набор экстремальных условий (холод) на другой (давление).
Те из представителей СМИ, кто торжествовал и кричал из всех утюгов, что коммерчески полезные сверхпроводники при комнатной температуре уже изобрели, совсем не разобрались в сути открытия. И этот случай весьма показателен. Ведь мы часто читаем научно-популярные истории, которые заставляют нас думать, что наши технологии находятся на высочайшем уровне! Однако при внимательном изучении вопроса обнаруживается, что совсем не так.
Бороться и искать!
Тем не менее это открытие, несомненно, прорыв. Оно доказывает, что сверхпроводимость при комнатной температуре по крайней мере возможна. И вероятно это первый шаг к тому, чтобы достичь сверхпроводимости при менее экстремальных условиях.
И такая работа уже началась. Исследователи пытаются заставить сверхпроводники работать при более низких давлениях, чем то, что мы обсудили.
Некоторые ошибочно считают, что сверхпроводники на сегодняшний день все так же малозначительны для людей, как и другие ранее упомянутые технологии. Однако это вовсе не так. Если говорить без особой помпы, сверхпроводники имеют широкий спектр практических, повседневных применений. Наиболее серьезным из которых, пожалуй, является аппарат магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Семьдесят процентов подобных установленных по всему миру устройств используют сверхпроводящие магниты. Они позволяют обеспечить более быстрое, и более эффективное сканирование тела человека.
Но что же нам даст появление сверхпроводников, работающих при комнатной температуре? Это в первую очередь даст возможность совершить прорыв в технологиях производства новых мощных микропроцессоров. Которые будут работать в сотни раз быстрее, чем те, что работают сегодня.