Комментарии 28
Сверхпроводники с тяжелыми электронами (URu2Si, UPt3, UPd2Al3…)
Никогда не слышал такой термин. Можно поподробнее, что именно имеется в виду, и почему их так называют?
Скорее всего речь идет об эффективной массе электронов (а она может быть многократно выше массы свободного электрона), поскольку электрон в твердом теле это коллективное явление, и эффективная масса это результат многочастичных взаимодействий электронов между собой и кристаллической решеткой, просто эффективная характеристика, входящая в закон дисперсии.
Сверхпроводники с тяжелыми электронами (URu2Si, UPt3, UPd2Al3…)
Никогда не слышал такой термин. Можно поподробнее, что именно имеется в виду, и почему их так называют?
Каждая статья об динамической генерации масс частиц в модели Хиггса начинается с примера об эффективной массе электрона в кристаллической решётки или плазмонов и фотонов в сверхпроводнике. Ещё проще пример: тело движущееся в сверхтекучей жидкости приобретает присоединённую массу (парадокс де Ламбера), при движении тело поднимает волну которая тут же схлопывается полностью возвращая энергию телу, то есть тело находится как бы внутри резонансного солитона в котором и заключена присоединённая масса. Так же и в случае сверхпроводника куперовские пары здесь играют роль сверхтекучей жидкости, а фотоны приобретают за счёт этой жидкости присоединённую массу. Ещё аналогия: шар с зеркальной оболочкой заполненный фотонами, можно также представить этот шар вывернутый наизнанку, будет такой же эффект
Таблица Менделеева какая-то странная. По какому принципу элементы в ней относятся к сверхпроводникам под «высоким» или «сверхвысоким» давлением? Почему, например, ванадий (V) с давлением 100 ГПа относится к сверхпроводникам под высоким давлением, а висмут (Bi) с давлением 9,6 ГПа (то есть, в 10 раз ниже, чем у ванадия) — к сверхпроводникам под сверхвысоким давлением?
Ну очевидно же. Те которые жёлтые - обладают сверхпроводимостью при нормальном давлении, а при повышенном - температура перехода выше
Вот вообще не очевидно. Откуда взялось «нормальное давление» вообще? Предложение непосредственно перед таблицей: «Среди простых соединений в таблице Менделеева сверхпроводимость при разных условиях проявляют 53.» Это значит, что в ячейках как раз и записаны эти разные условия, при которых наступает сверхпроводимость. Допускаю, что «нормальным давлением» может быть то, где оно просто не указано, но тогда ещё больше вопросов по классификации возникает.
Давайте так.
Для начала не очевидно откуда Вы взяли "сверхвысокое давление" в исходном вопросе. В таблице его, очевидно, нет.
Дальше, смотрите.
У всех жёлтых ячеек есть T_c - очевидно, что это температура перехода в сверхпроводящее состояние при обычном для нас - нормальном (атмосферном) давлении.
Дальше, у некоторых жёлтых ячеек нет T_c^{max} и P - очевидно, что у этих элементов при давлении, отличном от атмосферного, температура перехода не выше, чем при атмосферном давлении.
Дальше, у некоторых жёлтых ячеек и зелёных ячеек есть T_c^{max} и P - очевидно, что у этих элементов при варьировании какого-то параметра температура перехода может быть разной и максимальное значение достигается при каком-то значении варьируемого параметра.
Очевдно, что этот параметр - давление и указанное в таких ячейках давление соответствует максимальной температуре перехода. Это давление выше обычного атмосферного, поэтому, очевидно, там написали про "высокое давление".
Есть вообще системность в поисках СП?
Какова связь между структурой электронных оболочек и возможной СП?
Органические СП - французы кажется, долго жонглировали с идеей о свойствах СП у DNA и RNA, чтобы объяснить работу мозга квантовыми эффектами в тигроидной субстанции нейронов. Не срослось, кажется?
Сверхпроводники с тяжелыми электронами (URu2Si, UPt3, UPd2Al3…)
Идея старенькая настолько, что Лысенко советской фантастики, Казанцев А.П., даже использовал идею о наличии свойств СП у атомов группы острова трансурановой стабильности, а что на самом деле сейчас?
Насколько я помню, электрон в идеальной бесконечной периодической решётке описывался волной Блоха и вёл себя как свободный. То есть, материал с такой решёткой автоматически будет сверхпроводником. Проблема только в том, что такой материал не существует. :)
Вот хорошая статья, обстоятельная, и читается хорошо. Продолжения жду, спасибо за труд.
К последовательности изложения есть вопросы, которые осложняют восприятие. Начали статью с классификации сверхпроводников, перечислили группы, и ушли от дальнейшего раскрытия темы.
Затем, начали про историю открытия и вехи в исследованиях, но абзацы с фактами не упорядочены по времени и логика повествования ломается. К концу статьи очень много малозначимых для неподготовленной аудитории деталей. И при этом, непонятно, зачем перечислять все эти соединения в статье, без предварительного введения в особенности химии и физики сверхпроводников.
В конце можно было бы упомянуть текущего (?) рекордсмена, гидрид лантана LaH10. Показывает сверхпроводимость при -23'C, правда под давлением 1.7 млн бар (при меньших этот клатрат просто распадается)
Спасибо за фактологический материал.
А есть у кого-нибудь обзор по другим свойствам веществ при достижении сверхпроводящего состояния? Например, плотности?
Связанные электроны меняют свои свойства и могут переносить электрический заряд ни во что не врезаясь, то есть не испытывая при движении никакого сопротивления!
Хотелось бы прояснить вот этот момент. Куперовские пары не могут существовать бесконечно и рано или поздно встретят дефект решетки на котором скорее всего прекратят свое существование. Могут испустить квант света и перейти в менее энергетическое состояние. Но почему этот квант света не поглощается ни другими электронами которые не собрались в куперовские пары, ни кристаллической решеткой? Иначе никакой сверхпроводимости не появится. По сути это продолжение вопроса ElVibrio
встретят дефект решетки
Кстати, а в некристаллических системах находили сверхпроводимость?
Надо различать, - традиционные сверхпроводники имеют жидкую фазу Ландау, проще говоря там спаренные электроны -бозоны протекают как сверхтекучая жидкость (теория БКШ), там без разницы кристаллическая структура или нет. Соответственно нетрадиционные не имеют жидкой фазы, они все кристаллические, ток течёт в тончайшем слое имеющим особую структуру и видимо всё дело в форме этой структуры
https://habr.com/ru/articles/765992/comments/#comment_26041920
Честно говоря, тяжело читать тот комментарий. Как будто небрежно скопипасчено из разных кусков.
Из перечисленных там соединений (если можно так выразиться), только "скрученные нанотрубки" имеют претензию на некристалличность. И из тона изложения непонятно, то ли это результат, то ли предположение.
И я на всякий случай уточняю, что мой вопрос был именно про экспериментальный результат.
В том то и дело что в отличии от теории бкш нетрадиционные сверхпроводники не имеют под собой сколько нибудь вразумительной теории, ведь там нет жидкой фазы, все образцы получены методом тыка. Даже привлекается искусственный интеллект чтобы найти хоть какую то закономерность, собрана большая база но в ней в основном химический состав. Исследователи подозревают что дело не в составе, а особой кристаллической структуре, допустим как у хиральных сверхпроводников. Вот пример спаривания
Спасибо за интересную статью. Не могли бы пояснить для чайника - что означают дробные индексы в формулах? Интуитивно понятно, но все же.
Разговаривал как то про сверхпроводники с учёным, вот у них всех учёных есть один существенный клин в мозгу, и в этом разговоре как раз меня он и интересовал. Вывел я разговор так чтобы он рассказал про опыты со сверхпроводниками, говорил он сколько тысяч ампер они давали в электромагниты с такими проводниками, как магнитное поле разрушало сверх проводимость, на что я ему указал что не кажется ли ему что если бы учёные проводили свои эксперименты давая в электромагнит всего один ампер то выглядели бы намного умней, то есть у них в руках имеется двигатель не потребляющий энергию, ну или сверх малую, а они какой то фигнёй там занимаются. Естественно разговор на этом прекратился.
Конечно прекращался. Им было не очень интересно объяснять, что такой двигатель будет потреблять мощность равную работе совершённой им против сопротивления нагрузки, плюс какие-то потери (возможно малые), плюс ... мощность, необходимую на поддержание достаточно экстремально низких температур.
Нет, не по этому, дело в том что у учёных очень ограниченный в сознании мозг и они не умеют мыслить, а вы похоже тоже не поняли почему такой двигатель, что накачка энергии происходит например 1 микросекунду, а потом эта энергия отталкивает ротор в течении 1 миллисекунды - в 1000 раз выходная энергия больше входной, а у вас шаблон в голове, у учёных взяли попользоваться.
В нетрадиционных сверхпроводниках не образуется жидкая фаза Ландау, поэтому теория БКШ не применима (токи только в тончайшем слое). Считается что волна электрона имеет такие же квантовые свойства как и волна электроны на орбитале атома или даже на молекулярной орбитали. В сверхпроводнике волна электрона не должна рассеиваться, то есть электрон не должен сталкиваться с атомами решётки. "Р. Крониг предложил модель, - электроны формируют нечто вроде волновода, где свободно скользят одномерные электронные цепочки, К. Гортер и Х. Казимир развили идею в теорию. В работе
https://www-arxiv--vanity-com.translate.goog/papers/2305.10707/?_x_tr_sch=http&_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru
учёные расслоили купратт Bi2Sr2CaCu2O8+{\delta} и с помощью туннельного микроскопа (СТМ) исследовали решётку: в обычном состоянии решётка квадратная, а в сверхпроводящем атомы под действием волны электрона смещаются со своих мест в новый дальний порядок - атомы выстроились в спирали (электрический порядок). Следующий эксперимент, - скрученный графен, скрученная структура из 2х или 3х слоев становится сверхпроводником. Так же рассмотрим хиральные топологические сверхпроводники - во всех случаях роль играет нарушенная киральная симметрия (винтовые структуры).
Предположим, что волна электрона имеет спиральную форму, вместо дрожания (нулевого колебания) электрон движется по окружности пространства Калуцы-Клейна (В.Рубаков, Рэндалл, Сундрум предлагают большое свёрнутое пространство, не планковского размера). Итак, электрон движется по левовинтовой спирали, его спин прецессирует так что постоянно связан с браной пространства (КК) которая также левовинтовая, поэтому имеет с ней спин-спиновую связь (известно что все частицы СМ левокеральные).
Как сделать сверхпроводник? Например, в углеродных нанотрубках https://indicator-ru.turbopages.org/turbo/indicator.ru/s/physics/sverhprovodimost-nanotrubok-19-12-2017.htm
нужно допировать дополнительные атомы углерода которые выстроятся внутри под действием приложенного электрического поля в лево-спиральальные структуры, диаметр, завивка, шаг структуры должны совпадать с длиной волны электрона. Таким образом мы получим идеальный волновод для волн электронов (спины и орбитальные моменты противоположны s-волна), по аналогу оптоволокна для фотона. Есть и другие варианты сверхпроводника.
В лучших традициях membrana.ru
Спасибо
Сверхпроводящие материалы. Часть 1