ЕЛЕКТРОПРОИЗВОДСТВО – on line

АЕЦ Козлодуй - данни за електропроизводството

Генерация и товар на ЕЕС в реално време


Учените са на път да разберат природата на високотемпературната свръх-проводимост

29.06.2014

В последно време все по-често излизат съобщения за промишлено приложение на високотемпературни свръх-проводници, включително и на този сайт. Понеже темата е слабо застъпена в СМИ си позволявам да ви предложа фрагменти на достъпен език от голяма научна статия.

 

Нискотемпературна свръх-проводимост

През 1911 година холандският физик Хейке Камерлинг-Оннесе охладил живак до температура около -270 оС и неочаквано е открил, че тогава електрическото съпротивление на метала е рязко спаднало до нула. Така е била открита свръх-проводимост.

Скоро са били открити поредица от материали, способни да пропускат през себе електрически ток без загуби. Но практическото им използване е затруднено от обстоятелството, че за де се използва ефектът трябва да бъдат охладени практически до абсолютната нула (-273 оС).

 

Високотемпературна свръх-проводимост

Ново развитие темата получи в края на миналия век, когато бяха открити материали, които показваха нулево съпротивление при много по-високи температури. Тези съединение бяха наречени высокотемпературни свръх-проводници.

Възможността да се използва като охлаждаща течност относително евтиният течен азот (N) откри за тези вещества широки перспективи за използване в электрическите мрежи от новото поколение, в суперкомпютрите и влаковете на магнитна възглавница. Обаче почти 30 години природата на високотемпературната свръх-проводимост си оставаше загадка за физиците по целия свят, което заруднява търсенето на нови материали с такива удивителни свойства.

 

Разгадаване на загадката

Нискотемпературните свръх-проводници

В обикновени условия електроните, движейки се в обема на проводника, се сблъскват един друг и губят енергия. Но в свръх-проводниците при достатъчно ниска температура електроните започват да се движат като тясно свързани двойки.

Тогава тяхното движение става праволинейно, и те плавно без загуби могат колкото трябва дълго да се движат през структурата на свръх-проводника. В низко-температурните свръх-проводници двойките електрони се удържат благодарение на особените взаимодействия с металната решетка на веществото. При повишаване на температурата това взаимодействие изчезва, двойките се разпадат и свръх-проводимостта изчезва.

Високотемпературните свръх-проводници

При тях електроните също се движат по двойки, но до сега учените не можеха да си обяснят, какви сили ги задържат заедно. Поради това физиците можеха да търсят нови материали само по пътя на безсистемен подбор, защото оставаше неясно, към какви техни свойства да съсредоточат вниманието си.

Но, изглежда, че изследователите от Кембридж накрая за разбрали природата на възникване на високотемпературната свръх-проводимост.

Доктор Сучитра Себастиан (Suchitra Sebastian) и колегите и са решили да погледнат на проблема под друг ъгъл. Те са изследвали свойствата на материалите в нормално, а не в свръх-проводящо състояние.

“Ние се опитвахме да разберем, какви видове взаимодействия стават в материала преди електроните да се обединят по двойки.защото едно от тези взаимодействия съединява електроните един с друг, – казва Себастиан в прес-съобщението на университета. – Когато електроните са сдвоени е невъзможно да се разбере, какво ги е обединило, но ако успеем да разделим двойките, ще стане ясно, какво е станало причина за възникване на свръх-проводимостта”.

 

Работейки с извънредно силни магнитни полета, екипът е успял да разруши свръх-проводимостта на така наречените купрати – тънки слоеве от мед и кислород, разделени със сложни комплекси от атоми. При тези експерименти учените са наблюдавали, как вълна от електрони, известна като вълна с зарядна плътност, създава в материала своеобразни “джобове”, които играят ключова роля при образуването на електронните двойки.

По-рано се считаше, че тези джобове възникват в областите с максимална свръх-проводимост. Но новото изследване показва, че джобовете образуват сложна оплетена структура, приличаща на кула от играта „Дженга“, където всеки следващ ред от плочки лежи перпендикулярно на предишния. При това положение те възникват в областите с най-слаби свръх-проводящи свойства, а появяването им се предизвиква от появяването на вълната от електрони.

“Сега ние можем да открием свръх-проводимост и в други материали с подобни свойства, – казва Себастиан. – Надявам се , че това ще ни помогне да намерим нови свръх-проводници, работещи при още по-високи температури, включително и близки до стайните”.

Подробности за резултатите от изследването ще намерите в статията на списание Nature.

Източник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=1706773/

Tags: ,

Comments are closed.

Тема на седмицата

Енергиен комплекс за безвъглеродно производство на електроенергия

Напоследък редица анализатори отбелязват намаляване на значението на ядрената енергетика, която осигурява малко над 10% от електроенергията в света през 2019 г. Изграждането на...

Още »

Приносът на ядрения отрасъл в икономиката на ЕС

СЪПРИЧАСТНОСТ към децата – аутисти

Търсене

БЪЛГАРСКАТА АТОМНА ЕНЕРГЕТИКА – НАЦИОНАЛНА, РЕГИОНАЛНА И СВЕТОВНА ЕНЕРГИЙНА СИГУРНОСТ-2020 няма да се проведе заради епидемията от COVID-19

Последни коментари