MY.UAНовини
Учені відкрили новий тип надпровідників: як це змінить техніку, якою ми користуємося
Учені відкрили новий тип надпровідників: як це змінить техніку, якою ми користуємося

Учені відкрили новий тип надпровідників: як це змінить техніку, якою ми користуємося

Надпровідники — унікальні матеріали, які виявляють нульовий електричний опір під час охолодження нижче певного температурного порога.

Нові дослідження показали, що існує особливий вид надпровідників, і він називається надпровідником типу III. Про це пише Interesting Engineering.

Основи надпровідності

Надпровідники — це клас матеріалів, внутрішній опір яких падає до нуля нижче критичної температури. Електричний струм може зберігатися через надпровідники без зовнішнього джерела живлення, коли вони перебувають у цьому надпровідному стані.

У типовому провіднику електрони в матеріалі відчувають електростатичне відштовхування через свій негативний заряд. Коли електрони рухаються через матеріал, вони розсіюються на домішках, дефектах або інших електронах.

Розсіювання — це опір, з яким електрони стикаються з боку матеріалу, який є електричним опором цього матеріалу, що дуже малий для провідників, але не дорівнює нулю.

Однак у надпровідниках механізм трохи інший. У звичайних надпровідниках теорія Бардіна-Купера-Шриффера (БКШ) описує механізм, що лежить в основі їхніх надпровідних властивостей. Високоенергетичні електрони — ті, що перебувають на рівні Фермі, де знаходяться найактивніші електрони матеріалу, — відіграють вирішальну роль. Ці електрони сильно взаємодіють з фононами, які є коливаннями в кристалічній решітці матеріалу. Решітка відноситься до повторюваного розташування атомів або іонів (заряджених атомів) у матеріалі. Коли електрони рухаються через матеріал, їхній негативний заряд створює спотворення в решітці, притягаючи прилеглі позитивно заряджені атоми.

Інший електрон, що проходить, притягується до нього, створюючи непряму ефективну взаємодію між двома електронами, опосередковану решіткою, тобто фононами. Тепер спарені електрони рухаються через решітку без ефектів розсіювання, що спостерігаються в типових провідниках. Ці спарені електрони відомі як куперівські пари і разом поводяться як єдине ціле. Коли куперівські пари рухаються через матеріал, вони рухаються когерентно, на відміну від окремих електронів, які рухаються хаотично. Когерентний рух куперівських пар означає, що вони не розсіюються на домішках, дефектах або інших електронах.

Оскільки матеріал не чинить їм опору, куперівські пари вільно переміщаються без електричного опору, що призводить до надпровідності. Однак це явище спостерігається тільки тоді, коли надпровідний матеріал охолоджується нижче за певну температуру, яка називається критичною температурою.

Для більшості звичайних надпровідників критична температура становить близько -260 градусів за Цельсієм або -436 градусів за Фаренгейтом.

Надпровідники типу I і типу II

Виштовхування магнітного поля, що демонструється надпровідниками типу I і типу II, — це те, що відрізняє їх. Це явище відоме як ефект Мейснера. Хоча надпровідники демонструють ефект Мейснера, коли їх поміщають у зовнішнє магнітне поле, ви можете задатися питанням, чому вони взагалі поміщаються в нього. Відповідь на це питання криється в застосуванні надпровідників.

Надпровідники мають цю унікальну властивість нульового електричного опору, що дає їм змогу проводити великі кількості струму без будь-яких втрат енергії. Великий струм необхідний для створення сильного і стабільного магнітного поля. Ці сильні магнітні поля мають кілька застосувань, наприклад, в апаратах МРТ, прискорювачах частинок і термоядерних реакторах. Крім того, витіснене магнітне поле завжди протидіє прикладеному полю, викликаючи відштовхування. Це відштовхування можна використовувати для магнітної левітації, наприклад, у поїздах MagLev.

Ефект Мейснера також допомагає екранувати внутрішню частину надпровідників від магнітних полів, що робить їх корисними в екранувальних додатках, як-от квантові обчислення, де шум спричиняє декогеренцію або втрату інформації.

Коли магнітне поле перебуває між нижнім і верхнім критичними значеннями поля, надпровідники II типу дозволяють магнітному полю проникати в певні області у вигляді вихорів. Ці вихори схожі на торнадо, маючи ядро і надструми, що його оточують. У ядрі надпровідний стан матеріалу руйнується без куперівських пар. Надструми, що циркулюють у ядрі, діють як захисний екран, утримуючи прикладене магнітне поле в ядрі, тим самим захищаючи іншу частину матеріалу.

Прикладами надпровідників II типу є YBCO (оксид ітрію-барію-міді) і ніобій-титан (NbTi). Нова категорія — тип III. Дослідники виявили, що надпровідники типу III можуть бути реалізовані таким чином, що вихори, які утворюються, не мають ядер. Подібно до надпровідників типу II, ці матеріали дозволяють магнітним полям проникати у формі вихорів. Однак ключовою відмінністю є те, що вихори не мають ядер у надпровідниках типу III. Крім того, надпровідники типу III характеризуються тільки одним параметром — глибиною проникнення (λ), який керує поведінкою вихорів, визначаючи глибину, на яку магнітне поле може проникати в матеріал. Навпаки, надпровідники типу II вимагають розгляду двох різних властивостей, що робить їхній опис складнішим.

Нижнє критичне поле надпровідників типу III дорівнює нулю при абсолютному нулі (0 Кельвінів або -273,15 градусів Цельсія). Це означає, що немає мінімального порога для подолання, і магнітне поле може проникати негайно. Тому в надпровідниках типу III при застосуванні зовнішнього магнітного поля ми маємо вихори без осердя, які переносять магнітне поле, не руйнуючи надпровідний стан у решті частини матеріалу, оскільки вони не ростуть і не розширюються.

На наступних етапах дослідники мають намір перевірити практичне використання надпровідників III типу, особливо їхню продуктивність у різних умовах, і те, як зробити їх придатними для комерційного використання.

Раніше ми писали про те, що вченим вперше вдалося виміряти квантову форму електронів. Фізики змогли виміряти геометричну форму, якої набуває один електрон, коли він рухається через тверде тіло.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Давление может снизиться без таблеток: ученые назвали одно простое упражнение
Comments UA
2026-10-08T21:33:28Z
Никогда не ложитесь спать в это время: врачи объяснили, чем это угрожает здоровью
TSN
2026-10-07T09:36:29Z
"Кашель ниоткуда": украинцы массово жалуются на странные симптомы - что говорят медики
TSN
2026-10-07T05:06:47Z
Украинцам могут удвоить стаж для пенсии: какие условия следует выполнить
Знай
2026-10-15T09:21:40Z
Как перейти на зимнее время и не "сломать" весь режим - советы
TSN
2026-10-19T09:03:53Z
Стандарты лидера: новейшее оборудование для лазерной коррекции зрения в Британском офтальмологическом центре и технология WaveLight Plus
TSN
2026-10-19T07:33:02Z
Какой полезный завтрак можно есть каждый день: диетологи назвали беспроигрышный вариант
UAToday
2026-10-12T09:03:59Z
Что есть осенью, чтобы поддержать организм и кожу: советы нутрициологии
Gazeta UA
2026-10-07T12:18:40Z
Мясо повышает шанс дожить до 100 лет на 44% у женщин с дефицитом веса
Знай
2026-10-18T06:36:24Z
Идеальный маринад для грибов: сколько нужно соли, сахара и уксуса
TSN
2026-10-19T07:33:53Z
107-летний мужчина из Уэльса раскрыл секрет долголетия: что он ел всю жизнь?
MY.UA
2026-10-18T17:37:05Z
Не мусор, а сокровище: зачем всё больше людей собирают луковую шелуху в банки
GlavRed
2026-10-16T01:54:03Z
Не пропустите эти дни: когда квасить капусту в октябре 2026 года, чтобы была хрустящей
TSN
2026-10-14T16:06:23Z
Как вырастить большой чеснок: опытные огородники советуют выбирать «женские» зубчики для посадки
TSN
2026-10-19T11:51:50Z
Как и где хранить морковь, свеклу и картофель в квартире, чтобы они не увядали и не гнили
TSN
2026-10-19T11:51:23Z
Гороскоп Таро на завтра 19 октября: Львам - нет выбора, Скорпиону - разногласия
GlavRed
2026-10-18T10:09:08Z
Собака понимает больше, чем вы думаете: одиннадцать слов, которые она узнает
TSN
2026-10-17T08:33:10Z
Чем кормить Барбоса и Мурчика, когда привычного корма нет: разбираем меню четырехлапых
Комсомольская правда
2026-10-13T08:01:36Z
На западе Украины жителей села призывают покинуть свои дома — что произошло
TSN
2026-10-18T07:06:25Z
Тела с обломками авто разбросало по тротуару: внедорожник сбил 11 человек
Gazeta UA
2026-10-18T11:57:33Z
Проснулись от рева неизвестного объекта в небе: под Люблином ищут неопознанный летающий объект
Новости Украины
2026-10-18T07:21:41Z
Удар РФ по Киеву повредил красную линию метро: есть погибшая и раненые
Новости Украины
2026-10-19T06:03:19Z
"Трясло мебель": в Румынии произошло землетрясение, которое почувствовали и в Украине
TSN
2026-10-19T11:51:31Z
Не только энергетика: на Киевщине после удара России погибший, 10 раненых и трое пропавших. ФОТО
Новости Украины
2026-10-19T11:27:14Z
Пограничники гнались за «уклонистом», а оказались в больнице и под следствием
MY.UA
2026-10-18T15:49:10Z
Ночной удар по Санкт-Петербургу: беспилотники сожгли гигантский логистический хаб Ozon. ВИДЕО
Новости Украины
2026-10-18T08:06:42Z
Масштабный пожар на военной базе в Канаде: медики назвали его катастрофой века
MY.UA
2026-10-18T11:27:59Z
Шорты и хвост: худющую Пугачеву засняли на улице с Галкиным
GlavRed
2026-10-12T09:57:06Z
Голливудский актер застрелился на съемочной площадке
Gazeta UA
2026-10-18T07:27:31Z
Ирина Федишин впервые нарушила молчание после потери дочери на 35-й неделе беременности
Знай
2026-10-18T19:06:01Z
Звезда "Школы" устроила стильную осеннюю съемку: эффектные кадры
Gazeta UA
2026-10-19T09:48:08Z
Надя Дорофеева рассказала об обнаруженной у нее опухоли в груди и сделала важное заявление
TSN
2026-10-19T11:51:40Z
Жена народного артиста Украины Заднепровского рассекретила его главный минус: что ей мешает
TSN
2026-10-19T11:51:20Z
Путинистка Шукшина оказалась в больнице в тяжелом состоянии
GlavRed
2026-10-18T06:27:53Z
"Убит горем": Брэд Питт получил сокрушительный удар от собственных детей
GlavRed
2026-10-17T15:00:41Z
Брата Макса Чмерковского отстранили от «Танцев со звездами»: что он сделал
GlavRed
2026-10-18T08:27:51Z
"еВосстановление" для наследников: можно ли подать заявление без свидетельства о наследстве
Знай
2026-10-19T11:30:04Z
Военная пенсия за выслугу лет: как диплом университета повлияет на стаж
Знай
2026-10-19T08:36:06Z
Россия изменила тактику атак дронами: в Воздушных силах рассказали о новой угрозе для запада Украины
Gazeta UA
2026-10-19T10:51:52Z
Украинская семья купила дом в селе с немецкой историей: что нашли на участке
TSN
2026-10-19T08:24:30Z
Более 50 пород собак внесли в опасный список: что угрожает владельцам
Знай
2026-10-19T11:51:31Z
МВД обновило правила боевых выплат: что нужно собрать, чтобы получить деньги за службу
Новости Украины
2026-10-19T11:48:08Z
Стрелец, Лев и Близнецы: названы знаки зодиака, у которых деньги не задерживаются в кошельке
Знай
2026-10-19T03:27:07Z
Какой церковный праздник 17 октября: что нельзя начинать сегодня
Comments UA
2026-10-17T04:18:56Z
Генштаб обновил данные о потерях российских оккупантов
Gazeta UA
2026-10-15T07:00:41Z
Вторая Земля с двумя солнцами: ученые обнаружили неожиданную возможность в соседней звездной системе
Comments UA
2026-10-17T14:12:17Z
ТЦК насильно отбирают телефон: 4 шага, которые помогут себя защитить
Знай
2026-10-14T05:15:29Z
На морозе смартфон садится быстрее: как спасти батарею от холода зимой
Знай
2026-10-17T21:15:28Z
Магнитная буря 16 октября: чего ожидать от активности Солнца
TSN
2026-10-16T03:33:02Z
Ученые предупредили об опасном явлении: зона "супер-Эль-Ниньо" стремительно расширяется в Тихом океане
TSN
2026-10-19T11:51:53Z
В космосе обнаружен источник аномального излучения: первый подобный объект в Млечном Пути
Фокус
2026-10-19T10:51:39Z
Пингвины годами растапливают снег в Антарктиде: никто не учитывал этого ранее
Фокус
2026-10-18T20:06:13Z
Глава Epic Games Тим Суини предрёк "новый золотой век гейминга" благодаря искусственному интеллекту
GameMag
2026-10-18T14:00:05Z
Деньги можно потерять мгновенно: банки предупреждают об опасности
Знай
2026-10-18T04:12:37Z
Сальмонелла в яйцах украинского производителя: Британия призвала не есть продукт с одним кодом
Знай
2026-10-18T13:36:52Z
Зарплатные, пенсионные или социальные счета: какие средства украинцев попадают под жесткий удар
Знай
2026-10-18T14:21:03Z
Миллиардные долги, бизнес в РФ и сомнительные сделки: след Клюевых в Украине
MY.UA
2026-10-19T06:07:32Z
Курс валют на воскресенье, 18 октября: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2026-10-18T04:09:12Z
Еврокомиссия: до конца Украина может получить 30 млрд евро при условии реформ
Европейская правда
2026-10-19T11:34:16Z
Пенсии в ноябре: кто получит до 570 грн доплаты, а кому не стоит ждать повышения
Знай
2026-10-19T11:09:10Z
Платежки могут вырасти: что будет с коммунальными тарифами в ноябре
Знай
2026-10-18T14:21:50Z
Правительство продаст два крупных украинских банка: кто попадет в список
TSN
2026-10-18T13:36:26Z
Дизель стремительно дорожает, а газ уже по 50 грн: какие цены на АЗС 16 октября
UAToday
2026-10-16T10:36:06Z
Черная точка в кругу: что это за дорожный знак и почему он сбивает с толку всех водителей
TSN
2026-10-18T14:06:09Z
Конкурент Ford Puma: чем удивит новый Hyundai Bayon
Фокус
2026-10-13T07:27:09Z
Почему гибрид может разочаровать: пять недостатков, о которых в автосалоне умалчивают
Фокус
2026-10-12T14:03:01Z
Honda вернет Accord в необычном кузове: седан превратят в универсал-кроссовер
Фокус
2026-10-19T11:51:55Z
Подбор запчастей по VIN-коду: где ошибаются чаще всего
GlavRed
2026-10-19T11:00:26Z
711 "лошадей" под капотом: в Киеве заметили новейший кабриолет Porsche 911
Фокус
2026-10-19T07:27:34Z
В Европе радары прячут прямо в асфальт: штраф за обгон достигает 345 евро
Знай
2026-10-18T09:51:18Z
Штраф за громкий выхлоп: шум на дорогах пока нечем измерить
Знай
2026-10-17T16:57:38Z
Как в фильме "Назад в будущее 2": Маск показал прототип летающей Tesla
Gazeta UA
2026-10-17T06:09:50Z
Только это решение Киева заставит Путина завершить горячую стадию войны: журналист ошеломил требованием
Comments UA
2026-10-19T07:51:59Z
Что стоит за спешкой Путина разместить баллистику в Беларуси: раскрыта скрытая угроза для Украины
Comments UA
2026-10-19T11:27:01Z
Рубио пошел наперекор Трампу по выборам в Украине: что заявил
TSN
2026-10-19T10:36:39Z
Неожиданный сбой: почему Киев остался без предупреждения о ракетной атаке?
MY.UA
2026-10-19T06:37:54Z
В правительстве Франции признали, что полиция утратила контроль во время масштабных протестов
Европейская правда
2026-10-19T11:57:17Z
Пресс-секретаршу Трампа высмеяли в сети после пяти дней работы
Фокус
2026-10-19T11:51:20Z
Трамп готовит невиданный "пряник" для Путина: какое решение президента США окончательно добьет Украину
Comments UA
2026-10-19T07:39:08Z
Будут ли из США депортировать украинцев: что решила администрация Трампа
Comments UA
2026-10-19T04:30:59Z
Трамп атаковал Зеленского из-за войны: в чем обвинил Киев
Comments UA
2026-10-19T07:51:23Z
Ракетная атака на Днепр: оккупанты ударили ракетами «Бандероль»
Comments UA
2026-10-19T10:18:04Z
Ночь баллистического ужаса в Киеве: есть жертва, раненые, "прилеты" наделали беды в трех районах
TSN
2026-10-19T05:33:14Z
Музыка для ушей: как спецоперация «Вивальди» поджарила редчайшего монстра оккупантов. ВИДЕО
Новости Украины
2026-10-18T11:00:43Z
Поезда в Харьков и из города задерживаются: рейс во Львов отстает почти на 4 часа
Знай
2026-10-19T07:21:02Z
Донбасс в обмен на гарантии США и Европы: опрос показал, что думают украинцы
Comments UA
2026-10-19T11:51:11Z
«На фронте будет тяжело всегда»: военный рассказал, как изменение погоды меняет тактику россиян
Comments UA
2026-10-19T11:30:33Z
Баллистический удар по метро "Черниговская": появились кадры разрушений
TSN
2026-10-19T06:09:12Z
Допросили, привязали к столбам и расстреляли в затылок: СБУ установила ещё пятерых оккупантов причастных к убийству пленных в Волчанске
Новости Украины
2026-10-16T14:03:30Z
Россияне пытаются прорваться в большой областной центр: военный рассказал о планах врага
TSN
2026-10-18T13:15:26Z
Элина Свитолина объявила о разводе: невозможно вернуться к себе в браке
MY.UA
2026-10-19T07:39:20Z
Отставка в "Динамо": Почему поражение от "Полесья" стало роковым для Костюка?
MY.UA
2026-10-18T15:18:22Z
Бой Усика с Уайлдером сорвался: украинец запросил слишком большой гонорар
Знай
2026-10-18T06:45:07Z
Реванш между Даниэлем Дюбуа и Фабио Уордли: детали поединка
Gazeta UA
2026-10-14T14:33:30Z
В результате российского обстрела пострадала одна из главных ледовых арен Киева
ZN UA
2026-10-19T11:09:10Z
Тутеров дебютировал в АПЛ: как свои первые матчи в Англии проводили Ребров и Шевченко
Знай
2026-10-19T09:51:30Z
Непобедимый "Манчестер Сити" уничтожил "Ливерпуль" 3:0 после финансового скандала
MY.UA
2026-10-12T02:52:45Z
"Мы доминировали": Мальдера назвал причины поражения сборной Украины от венгров
ZN UA
2026-10-05T21:54:41Z
Футболист сборной Украины отличился голом в победном матче за европейский клуб
ZN UA
2026-10-19T09:03:47Z