Явление сверхпроводимости было открыто больше ста лет назад

Наука и жизньScience

Дрессировка кошек Шрёдингера в промышленных масштабах

Александр Загоскин, университет Лафборо (Великобритания)

Система охлаждения квантового процессора D-Wave 2000Q (держатель с процессором в самом низу), обеспечивающая рабочую температуру 0,015 К.

Явление сверхпроводимости было открыто больше ста лет назад — когда научились получать достаточно низкие температуры. Оказалось, что ртуть при температуре 4,15 К внезапно перестаёт оказывать сопротивление электрическому току. После этого открытия прошло почти полвека, пока американцы Джон Бардин, Леон Купер, Джон Шриффер и советский физик Николай Боголюбов независимо не построили теорию этого явления (известную как теория БКШ). Оказалось, что сверхпроводимость — квантовое явление, вызванное тем, что электроны в металле слегка притягиваются друг к другу, хотя, казалось бы, одноимённые заряды должны отталкиваться. Это можно очень приблизительно представить себе так: металл — кристаллическая решётка из положительно заряженных ионов, в которой свободно перемещаются электроны проводимости. Летящий электрон притягивает к себе ионы. Но ионы массивные; электрон улетел — а ионы всё ещё продолжают двигаться туда, где его уже нет. Получается небольшой локальный избыток положительного заряда, и к этому заряду притягивается какой-нибудь другой электрон. Выходит, что он как бы притянулся к первому электрону.

Если это слабое электронное притяжение всё-таки окажется достаточно сильным, то при понижении температуры электронная система в какой-то момент потеряет устойчивость и скачком перейдёт в сверхпроводящее состояние. В сверхпроводящем состоянии часть электронов образует куперовские пары — то есть двойки электронов, ведущие себя согласованно, как одна частица. Происходит такой переход при достаточно низкой температуре. Например, в ниобии при 9,2 К, а в алюминии — при 1,19 К (эти два металла чаще всего используют для изготовления кубитов).

Log in to continue reading. It's fast and free.

By registering, I accept terms of use

Recommended articles

Заповедные новости Заповедные новости

События из жизни заповедников: подсчет рыбных филинов и амурские тигры в селах

Наука и жизнь
Конкуренты окрошки: 5 холодных супов из Азии, Америки и Африки Конкуренты окрошки: 5 холодных супов из Азии, Америки и Африки

Холодные супы в жаркое время года готовят в Индии, Корее, США и других странах

Вокруг света
«Двойка» за хорошее поведение «Двойка» за хорошее поведение

BMW M2 Gran Coupe: баварское купе, которое на самом деле седан

Автопилот
Флаги: под Южным Крестом Флаги: под Южным Крестом

На флагах нескольких стран присутствует изображение созвездия Южный Крест

Вокруг света
Сладкая история: 5 десертов с богатым прошлым Сладкая история: 5 десертов с богатым прошлым

Десерты могут рассказать что-то интересное о прошлом разных стран

Вокруг света
«Черновики господа Бога»: загадочные организмы докембрия «Черновики господа Бога»: загадочные организмы докембрия

Окаменелости проливают свет на мир докембрийской жизни

Вокруг света
Законы муравейника: как муравьи научились оперировать абстрактными понятиями и выбирать профессию Законы муравейника: как муравьи научились оперировать абстрактными понятиями и выбирать профессию

За последние годы муравьи успели удивить ученых

Вокруг света
Лево руля! Интересные факты о правостороннем и левостороннем движении Лево руля! Интересные факты о правостороннем и левостороннем движении

Как целая страна сменила сторону движения? Что об этом думает закон?

Вокруг света
Вокруг света: главные кругосветные плавания в истории человечества Вокруг света: главные кругосветные плавания в истории человечества

7 августа 1803 года началась первая русская кругосветная экспедиция

Вокруг света
«Первый массовый компьютер»: 40 лет IBM PC «Первый массовый компьютер»: 40 лет IBM PC

IBM PC стал одним из самых значимых компьютеров в истории

Вокруг света
Где не ступала нога мавра: 5 фактов об Астурии Где не ступала нога мавра: 5 фактов об Астурии

Северная провинция Испании не относится к числу наиболее популярных регионов

Вокруг света
Ориентация без навигатора: как вывести человека из лесной чащи по телефону? Ориентация без навигатора: как вывести человека из лесной чащи по телефону?

Какими инструментами пользуются спасатели, чтобы вывести человека из леса

Вокруг света
Эффект наследия Эффект наследия

Повысить рентабельность молочной отрасли поможет развитие местной генетики

Агроинвестор
Электромобили: полтора века истории Электромобили: полтора века истории

Машины с электрической тягой сегодня не кажутся чем-то диковинным

Вокруг света
Дизайнерская обитель Дизайнерская обитель

Аскетичная квартира со сдержанной цветовой гаммой, напоминающая келью

AD
10 символов, зашифрованных в картине «Сад земных наслаждений» 10 символов, зашифрованных в картине «Сад земных наслаждений»

В картинах благоверного католика Босха зашифрованы убеждения тайного еретика

Вокруг света
Азбука устойчивого развития Азбука устойчивого развития

Определения наиболее актуальных терминов и явлений новой «зеленой» экономики

РБК
Белая метка: зачем американская полиция маркирует колеса авто мелом Белая метка: зачем американская полиция маркирует колеса авто мелом

«Маркировка колес» в США — что это и зачем?

Вокруг света
Крылья для людей Крылья для людей

История парусных кораблей

Вокруг света
Рожденные в спорах: интересные факты о грибах Рожденные в спорах: интересные факты о грибах

Грибы, в отличие от сотен видов живых существ, пережили все земные катаклизмы

Вокруг света
Невидимый остров Невидимый остров

Куда только не занесет нас, друзья мои, Муза Дальних Странствий

Вокруг света
5 легендарных авто, созданных не в «автомобильных» странах 5 легендарных авто, созданных не в «автомобильных» странах

Иногда свои машины выпускают совсем не «автомобильные» страны

Вокруг света
Чужие: 7 растений и животных, которые оказались феноменальными захватчиками Чужие: 7 растений и животных, которые оказались феноменальными захватчиками

Животные и растения в разных уголках света неплохо приспособились друг к другу

Вокруг света
Хранитель Волочка Хранитель Волочка

Как усадьба Рябушинских в Вышнем Волочке превратилась в культурный центр

Seasons of life
Слуги дьявола или святые: 6 мифов об охоте на ведьм в Салеме Слуги дьявола или святые: 6 мифов об охоте на ведьм в Салеме

В июне 1692 года состоялась казнь первой «ведьмы» в Салеме

Вокруг света
Спасают и калечат: 5 фактов о подушках безопасности Спасают и калечат: 5 фактов о подушках безопасности

Порой подушки безопасности становятся причиной гибели водителей и пассажиров

Вокруг света
Неизвестные герои: 6 забытых ученых, совершивших переворот в науке Неизвестные герои: 6 забытых ученых, совершивших переворот в науке

Многие гении, кардинально изменившие мир, порой остаются в тени

Вокруг света
Хроники юрского периода Хроники юрского периода

Как воссоздается облик животных, исчезнувших 65 миллионов лет назад

Вокруг света
Как приготовить правильный аргентинский стейк Как приготовить правильный аргентинский стейк

Чем аргентинский стейк отличается от любого другого?

Вокруг света
Амилоидные образования отделили от «мусора» Амилоидные образования отделили от «мусора»

Ученые разобрались в структурных особенностях амилоидных отложений

Наука и жизнь
Открыть в приложении