Ученые предложили стратегию системного поиска сверхпроводников при комнатной температуре
Поиск материалов, способных проводить электричество без потерь при комнатной температуре, остается одним из самых амбициозных и значимых вызовов современной физики. Создание такого сверхпроводника обещает революцию в передаче энергии, создании более мощных двигателей и генераторов, разработке квантовых компьютеров и удешевлении аппаратов МРТ.
Международная группа ученых, в состав которой вошел Кристоф Хайль из Института теоретической и вычислительной физики Технического университета Граца (TU Graz), предложила системный подход к решению этой задачи. В программной статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, 16 авторов констатируют, что фундаментальные законы физики не запрещают существования сверхпроводимости при обычных температурах.
Оптимизм исследователей подкреплен недавними экспериментальными успехами. В качестве доказательства прогресса в этой области они ссылаются на сопутствующее исследование ученых из Хьюстонского университета, которое вышло в том же номере PNAS. В нем сообщается о новом рекорде, достигнутом с помощью метода «закалки давлением».
Ученые работали с ртутьсодержащим соединением Hg-1223, которое с 1993 года удерживало рекорд сверхпроводимости при нормальном давлении. Материал охладили до температуры, близкой к абсолютному нулю, одновременно подвергнув его колоссальному давлению, в 300 000 раз превышающему атмосферное. В результате критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние поднялась с 133 Кельвинов до 151 Кельвина.
После быстрого сброса давления повышенная критическая температура сохранилась, что стало самым высоким показателем, когда-либо зафиксированным при нормальном давлении. Эффект наблюдался в течение двух недель после эксперимента и был воспроизведен на пяти различных образцах.
Для того чтобы перевести подобные достижения в русло целенаправленного создания новых материалов, международный коллектив выделил две центральные задачи: значительное улучшение компьютерных моделей для предсказания возможности синтеза материалов и инженерную задачу по управлению свойствами веществ через физические воздействия. Ключевым элементом новой стратегии является тесная интеграция теории и эксперимента с использованием искусственного интеллекта, что позволит отказаться от прежнего метода проб и ошибок.
Статья завершается призывом ко всему мировому сообществу физиков, химиков и материаловедов объединить усилия, чтобы, опираясь на современные методы ИИ и моделирования, системно продвигать границы сверхпроводимости в сторону комнатных температур.