Объединённая группа учёных из гамбургского института им. Макса Планка получили, хотя и очень кратковременный, эффект сверхпроводимости при комнатной температуре. Для этого они облучали импульсами инфракрасного лазера керамический сверхпроводник. В эксперименте использовался известный материал, оксид иттрия-бария-меди или YBCO. Об этом рассказывает сайт института.
Материал YBCO был получен в 1987 году. Он назвается «высокотемпературным» сверхпроводником, поскольку позволяет достигать этого эффекта при температурах на 70 градусов выше абсолютного нуля. Кристаллическая структура материала состоит из двойных слоёв оксида меди, перемежающихся со слоями, содержащими барий с медью и кислородом. Сверхпроводимость возникает в двойных слоях оксида меди. Здесь электроны образовывают куперовские пары, которые туннелируют через материал без сопротивления. Но вся эта магия случается только при достижении температур порядка -200C.
Однако, как выяснили учёные, импульсы лазера влияют на поведение пар электронов. Точный механизм этого эффекта был выяснен после серий экспериментов с использованием мощного рентгеновского лазера. Роман Манковский, ведущий автор исследования, рассказывает: “Мы подавали инфракрасные импульсы на кристалл, что привело к возбуждению некоторых атомов и их осцилляции. Через короткий промежуток времени мы подали короткий рентгеновский импульс для измерения точной структуры возбуждённого кристалла.”
Выяснилось, что инфракрасные импульсы не просто возбудили атомы, но и сдвинули их с их мест в кристалле. Это привело к тому, что слои диоксида меди стали чуть толще, на два пикометра, а слой между ними стал тоньше на ту же величину. Это привело к повышению количества квантовых пар между слоями, что и привело к появлению сверхпроводимости на несколько пикосекунд.
С одной стороны, исследование добавляет информации в копилку знаний о сверхпроводниках. С другой стороны, как говорит Манковский, “он может помочь учёным, разрабатывающим материалы, создать новые сверхпроводники с более высокой рабочей температурой. И в конце концов, реализовать мечту о сверхпроводнике при комнатной температуре, не требующем охлаждения”.
