Установлен новый «сверхпроводниковый» рекорд
Исследователи из Кембриджа установили новый рекорд захвата магнитного потока в высокотемпературных гранулярных сверхпроводниках.
Сверхпроводники способны передавать электрический ток практически с нулевым сопротивлением при охлаждении до определенной критической температуры. Как правило, эта температура близка к абсолютному нулю, однако существует и класс высокотемпературных сверхпроводников, работающих выше точки кипения жидкого азота (-196°C). Они уже используются в ряде научных областей, в частности, в медицине (для работы аппаратов МРТ), и могут оказаться полезными при создании поездов будущего, левитирующих на магнитной подушке, магнитных сепараторов для нужд горной промышленности, маховиков для хранения энергии и других высокотехнологичных агрегатов.
Современные сверхпроводники, как правило, способны нести токи в сотню раз большие, чем медь, но эта величина ограничивается эффектом Мейснера: магнитное поле вытесняется из сверхпроводника, и ток существует только на его поверхности. Это отличает сверхпроводник от идеального проводника.
В сверхпроводниках II рода магнитное поле вытесняется из объема материала не полностью: в нем формируются вихри сверхтока, несущие кванты магнитного потока. Чем более значительное поле удастся захватить внутри сверхпроводника — тем больший ток он сможет нести практически без потерь.
Новый рекорд был установлен с использованием двух цилиндрических образцов GdBCO, легированных серебром (диаметром 25 мм каждый). Методика изготовления таких образцов хорошо отработана и относительно проста. Однако подобные материалы слишком хрупки, чтобы удержать внутри себя магнитное поле с высокой напряженностью: при экспериментах они просто взрываются. Ученым потребовалось изменить микроструктуру GdBCO, чтобы увеличить его токопередающие и тепловые характеристики, и обернуть образец нержавеющей сталью, как термоусадочной пленкой.
Создание крупных гранул сверхпроводящих материалов, обладающих всеми необходимыми свойствами и получаемых с помощью отработанных технологических процессов — первый шаг на пути к разработке устройств и аппаратов будущего, использующих явление сверхпроводимости и левитацию (эффект Мейснера).