Генрих Бурмин - Штурм абсолютного нуля

Не менее наглядный опыт сегодня может быть осуществлен с помощью более простых средств, доступных даже школьному физическому кабинету.

Погрузив подвешенное на ниточке колечко из иттрий — бариевой керамики в сосуд с жидким азотом, а затем удалив охлаждающую среду, вы подносите к колечку постоянный магнит.

Что должно при этом произойти со сверхпроводником, вы, наверное, твердо усвоили, если внимательно прочли четвертую главу книги.

Магнитное поле постоянного магнита индуцирует незатухающий ток на поверхности колечка, который в свою очередь возбуждает магнитное поле.

Колечко иттрий — бариевой керамики, предварительно охлажденное в жидком азоте, отталкивается магнитом.

В результате взаимодействия этих полей возникает сила, которая по закону Ленца стремится от — толкнуть колечко от магнита. И колечко отскакивает от магнита, словно бабочка от огня.

Заметьте, на протяжении демонстрации колечко ничем не охлаждается.

В чем секрет этого «фокуса»?

Время отогревания при комнатной температуре колечка, охлажденного в жидком азоте до критической температуры иттрий — бариевой керамики (то есть от 77К до 94—98К), равно примерно 30 секундам. Этого времени вполне достаточно, чтобы уверить неискушенного зрителя, будто бы он наблюдал сверхпроводимость при комнатной температуре.

А в самом деле, возможна ли сверхпроводимость при комнатной температуре и какие для этого требуются условия?

Однозначный ответ на этот вопрос наука дать еще не может. К единому мнению о природе высокотемпературной сверхпроводимости керамики ученые не пришли, хотя гипотез, выдвигаемых теоретиками, очень много.

Надежных экспериментальных данных, подтверждающих или отвергающих ту или иную гипотезу, пока не получено. Трудности усугубляются тем, что керамика имеет поликристаллическую, то есть зернистую структуру. Из‑за хаотического расположения зерен результаты измерений колеблются от образца к образцу. Правда, советским ученым уже удалось для исследований синтезировать монокристаллы керамики достаточно большой величины.

С момента открытия сверхпроводимости при низких температурах до теоретического обоснования этого явления прошло, как читатель уже знает, почти полвека… В какой срок уложатся на сей раз теоретики, предугадать трудно.

Однако это не удерживает экспериментаторов в их неуемном стремлении к вершинам высокотемпературной сверхпроводимости.

Когда‑то один известный физик высказался, правда по другому поводу, примерно так: можно хорошо играть в шахматы, не зная природы материала, из которого изготовлены шахматные фигуры.

Продолжая подобную аналогию, можно сказать, что гроссмейстеры высокотемпературной сверхпроводимости прекрасно разыграли дебют и перешли в миттельшпиль.

Но в отличие от шахматной партии, где время строго ограничено, невозможно предсказать, не обладая даром ясновидения, как будет протекать в дальнейшем «игра» в сверхпроводимость, длящаяся с начала нынешнего века. Однако, несомненно, проигравших в этой «партии» не будет.

Можно смело утверждать: «кораблю» сверхпроводимости уготовано большое плавание в безбрежном море технического прогресса.

Уже сегодня решение ряда перспективных проблем науки и техники не мыслится без использования сверхпроводимости.

Среди них особенно важны так называемые глобальные проблемы, решение которых имеет существенное значение для судьбы всего человечества.

Глобальной проблемой номер один является энергетическая.

Эти строки английского поэта XVIII века Уильяма Блейка, разумеется, не претендуют на строго научное определение энергии. В них ярко выражена мысль о том, что без энергии вообще немыслима жизнь человека на Земле.

С развитием технического прогресса и ростом народонаселения потребность человечества в энергии непрерывно возрастает.