Счупен е 30-годишен рекорд за свръхпроводимост при нормално налягане

Този рекорд за свръхпроводимост ни приближава с една голяма крачка напред до мечтата за пренос на енергия без загуби

Ваня Милева Последна промяна на 28 May 2026 в 07:48 24940 0

атомна решетка

Кредит Scienmag (CC0 1.0)
Изследователи от Университета в Хюстън счупиха световния рекорд за свръхпроводимост при околно налягане, достигайки температура на преход от 151 Келвина.

Учени от Университета в Хюстън разбиха дългогодишен рекорд за свръхпроводимост, създавайки материал, който може да провежда електричество с нулево съпротивление при най-високата температура, достигана някога при условия на нормално налягане. Техният пробив повишава свръхпроводимостта до 151 Келвина (минус 122°C), с което подобряват рекорд, който е бил валиден повече от 30 години.

Изследователи от Университета в Хюстън постигат важен пробив в областта на свръхпроводимостта, като поставят нов температурен рекорд за свръхпроводници, работещи при условия на околно налягане. Прогресът в тази област би могъл в крайна сметка да помогне за създаването на по-ефективни електрически мрежи, подобрени системи за съхранение на енергия, по-бърза електроника и нови технологии за термоядрена енергия и медицинско изобразяване.

Учени от Тексаския център за свръхпроводимост (TcSUH) и катедрата по физика на Университета в Хюстън достигнаха температура на свръхпроводящ преход (Tc) от 151 Келвина (около минус 122 градуса по Целзий). Това е най-високата Tc, регистрирана някога за свръхпроводник, функциониращ при околно налягане, откакто свръхпроводимостта е открита за първи път през 1911 г.

Температурата на преход бележи точката, в която материалът може да пренася електричество с нулево съпротивление. Повишаването на тази температура е една от най-големите цели в изследванията на свръхпроводимостта, защото по-високите работни температури биха могли да направят свръхпроводящите технологии много по-практични и достъпни.

Констатациите на физиците Чинг-У Чу (Ching-Wu Chu) и Ляндзъ Дън (Liangzi Deng) бяха публикувани в Proceedings of the National Academy of Sciences. Финансирането за работата дойде от Intellectual Ventures, щата Тексас чрез TcSUH и няколко фондации.

"Преносът на електроенергия в мрежата води до загуба на около 8% от електроенергията", обяснява Чу, професор по физика, директор-основател на TcSUH и старши автор на статията. "Ако запазим тази енергия, това може да спести милиарди долари, а също така ни спестява много усилия и намалява въздействието върху околната среда."

Защо свръхпроводниците са важни

Свръхпроводниците са материали, които позволяват на електричеството да протича без съпротивление. Тъй като не се губи енергия под формата на топлина, те биха могли драстично да подобрят ефективността на електрическите системи. Учените също така смятат свръхпроводниците за важни за технологии като магнитно-резонансна томография (MRI), термоядрени реактори, квантови технологии и ултрабърза електроника.

Предизвикателството е, че повечето свръхпроводници работят само при изключително ниски температури, което изисква скъпи охладителни системи, които ограничават широкото им използване.

"След като доведем материала до околно налягане, за учените става много по-достъпно да използват добре разработена апаратура, за да го изследват и да доразвият технологии за операции при стайни условия", коментира Дън, доцент по физика, главен изследовател в TcSUH и водещ автор на статията.

Нов рекорд чупи десетилетна бариера

Изследователите са прекарали десетилетия в търсене на свръхпроводящи материали с все по-високи температури на преход.

Важен етап настъпва през 1987 г., когато Чу и неговите сътрудници откриват, че материал, наречен YBCO, може да стане свръхпроводящ при минус 180 градуса по Целзий или 93 К. Това откритие помага да се стартира глобална надпревара за разработване на високотемпературни свръхпроводници.

През 1993 г. учените откриват керамика от меден оксид на основата на живак, наречена Hg1223, която достига свръхпроводимост при минус 140 градуса по Целзий или 133 К. Този материал държеше рекорда за свръхпроводимост на атмосферно налягане повече от 30 години.

Новото постижение на Университета в Хюстън повишава с рекордните 18 градуса по Целзий до 151 K.

Закаляването под налягане създава стабилна свръхпроводимост

Пробивът се основава на процес, известен като закаляване под налягане. Докато техниките под налягане се използват често в други области, включително производството на диаманти, методът е сравнително нов в изследванията на свръхпроводимостта.

Първоначално изследователите подлагат материала на изключително високо налягане, което подобрява свръхпроводящото му поведение и увеличава температурата на прехода му. Докато все още бил под налягане, материалът бил охладен до внимателно избрана температура, преди налягането да бъде внезапно премахнато.

Това бързо освобождаване ефективно запазва подобрените свръхпроводящи свойства, позволявайки на материала да остане стабилен дори след връщане към нормални условия на налягане.

"Други изследователи са показали, че постигането на свръхпроводимост при стайна температура под налягане е постижимо", разказва Чу. "Нашият метод показва, че е възможно да се запази това състояние без поддържане на налягане."

Стъпка към свръхпроводници при стайна температура

Въпреки че свръхпроводимостта при стайна температура и нормално налягане остава недостижима, изследователите казват, че новият рекорд е важен напредък към тази цел. Стайната температура е приблизително 300 K, което оставя разлика от около 140 градуса по Целзий от новопостигнатия рекорд.

"Това откритие има голям потенциал", отбелязва Чу. "Вярваме, че с достатъчно хора, работещи по него, и с достатъчно време, би трябвало да можем да реализираме потенциала."

Чу и Дън също така допринасят за перспективна статия, финансирана от Intellectual Ventures и публикувана в PNAS.

В съпътстваща статия, публикувана в PNAS, за която имат принос Чу и Дън, се обсъждат шест различни подхода, които изследователите биха могли да използват, за да повишат допълнително температурите на свръхпроводящите вещества, включително гасене под налягане.

Свръхпроводимостта при стайна температура се разглежда като "свещен граал" от учените в продължение на повече от век. Резултатът на екипа от Университета в Хюстън показва, че тази цел е по-близо от всякога.

Все още обаче температурата трябва да се повиши с около 140 градуса по Целзий, за да може да се нарече "стайна". За да се постичгне това, ще са нужни още усилия.

Справка: Rohit P. Prasankumar, Matthew Julian, Michael Hutcheon, Christoph Heil, Liangzi Deng, Dmitri Basov, Ching-Wu Chu, Riccardo Comin, Philip Kim, Bryce Meredig, Chris Pickard, Warren E. Pickett, Timothy Strobel, Stuart Wolf, Eva Zurek, Nathan Myhrvold. The path to room-temperature superconductivity: A programmatic approach. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; 123 (11) DOI: 10.1073/pnas.2520324123

Източник: Scientists break 30-year superconductivity record at normal pressure, University of Houston

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !