Уникальный левитирующий сверхпроводник LK-99 все-таки существует: доказано учеными из США

Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) подтвердили экспериментально возможность синтезирования левитирующего полупроводника LK-99 пишет Interesting engineering.

В прошлом году группа исследователей из Китая заявила о синтезе сверхпроводника, работающего при температуре, "близкой к комнатной". На самом деле, материал работает при -23 градусах по Цельсию, что нельзя назвать комнатной температурой, однако большинство сверхпроводников охлаждают до -170 градусов по Цельсию, что намного ниже, чем нужно новому материалу .

Ученые под руководством Чан Хайсиня, профессора Школы материаловедения и технологий Университета науки и технологий Хуачжун, совместно с научным сотрудником У Хао и докторантом Ян Ли написали в научной статье, что им удалось синтезировать кристалл LK-99, который может левитировать на магните, с большим углом левитации, чем у их южнокорейских коллег, которые первыми синтезировали LK-99. Исследователи пояснили, что им удалось пока только подтвердить эффект Мейсснера (полное вытеснение магнитного поля из объема проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние, — ред.).

Хотя полученным ими кристалл обладал диамагнетизмом, он был относительно слаб и не обладал "нулевым сопротивлением". Иными словами, если ЛК-99 и обладал бы сверхпроводящими свойствами, то они находились бы лишь в следовых количествах сверхпроводящих примесей, неспособных образовывать непрерывный сверхпроводящий путь.

Однако несмотря на такие осторожные заявления, ученых подвергли критике, так как другим исследователям не удалось повторить их эксперимент.

Теперь новое исследование пролило свет на проблему синтеза сверхпроводникового материала LK-99. Ученый-физик из Канады Эндрю Котэ сообщил в Х, что "результаты Национальной лаборатории (LBNL) подтверждают, что LK-99 является сверхпроводником при комнатной температуре и давлении окружающей среды". Нерецензированная статья, в которой излагается суть и последовательность эксперимента была опубликована на сайте arxiv.

"Все полученные данные подтверждают, что LK-99 является Святым Граалем современного материаловедения и прикладной физики", — подчеркнул автор.

Как пояснил Котэ, во время синтеза атомы меди проникали в кристаллическую структуру и заменили атомы свинца, заставляя кристалл слегка деформироваться и сжиматься на 0,5%. Эта уникальная структура и обеспечила материалу его удивительные свойства. Ученые из LBNL создали цифровую модель ЛК-99 модель и увидели, что пути проводимости для электронов существуют, но только при особых условиях и в подходящих местах, позволяющих материалу "сверхпроводить". Эти пути располагались близко к "поверхности Ферми". Считается, что чем больше путей проводимости, находящихся близко к поверхности Ферми, тем выше температура, при которой можно осуществлять сверхпроводимость.

"В структуре LK-99 эти пути проводимости образуются только тогда, когда атом меди проникает в менее вероятное место кристаллической решетки или в место связывания с "более высокой энергией". Это означает, что материал будет сложно синтезировать, поскольку только небольшая часть кристалла получает медь в нужном месте", — заключил Эндрю Котэ.

Ранее мы писал о том, что сверхпроводник LK-99 может сделать возможным создание транспортной сети для поездов на магнитной подвеске и усовершенствовать квантовые компьютеры, но может стать большим разочарованием.