Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

26.06.2018
16:30

Найден способ продлить жизнь человека до 150 лет

26.06.2018
15:38

Ученые обнаружили принципиально новый вид фотосинтеза

26.06.2018
15:29

Libre Computer представила полноценный компьютер на одной плате

26.06.2018
15:26

Ученые: Деньги успокаивают людей

26.06.2018
15:22

Ученые приступили к поиску ДНК лох-несского чудовища

26.06.2018
15:18

Американские ученые прекратили самый скучный эксперимент в истории

26.06.2018
15:12

Зачем нужны сверхпроводники и что за вихри открыл в них Абрикосов

    Электрический ток, проходящий по проводам, напоминает станцию метро в час пик, только на этой станции колонны расставлены по всему залу, а пассажиры двигаются в одном направлении — и постоянно натыкаются на препятствия. В жизни из-за этого было бы много расшибленных лбов, а в проводнике из-за столкновений электронов с ионами теряется энергия: она уходит в виде тепла. Потеря энергии нежелательна сама по себе, а может быть и вовсе опасной. Например, медный кабель толщиной в миллиметр перегреется даже из-за обыкновенного чайника — хватай огнетушитель.

    Но некоторые вещества — их называют сверхпроводниками — пропускают ток свободно. Миллиметровый сверхпроводящий кабель легко выдержит в тысячу раз большую нагрузку, и к нему можно подключить целый поселок. Еще такой кабель пригодится в электромагнитах, ведь чем сильнее протекающий внутри ток, тем сильнее создаваемое им поле. Магниты в ускорителях частиц и медицинских томографах делаются именно на основе сверхпроводников, так как привычных медных проводов понадобилось бы столько, что они попросту не поместились бы в эти аппараты. Благодаря материалам с таким удивительным свойством мы можем рассмотреть мозг изнутри и столкнуть друг с другом мельчайшие кирпичики мироздания.

    Но почему некоторые материалы пропускают ток без потерь, ученые долго не могли понять. Феномен ставил физиков в тупик на протяжении 40 лет после того, как сверхпроводимость впервые обнаружили у охлажденной ртути, и до конца не прояснен до сих пор. А первую содержательную теорию этого явления в 1950-х годах помог создать молодой советский ученый Алексей Абрикосов.

    Что открыл Абрикосов

    Абрикосов родился в известной московской семье. Его отец руководил вскрытием Ленина, мать была главным прозектором Лечебно-санитарного управления Кремля. Род Абрикосовых восходил к крепостным крестьянам из Пензенской губернии, которые, освободившись, основали кондитерскую фабрику. Советская власть фабрику национализировала и присвоила ей имя Петра Бабаева — это тот самый концерн "Бабаевский".

    В 15 лет Абрикосов поступил в Московский энергетический институт, потом перевелся в МГУ, а в 27 лет защитил докторскую диссертацию по квантовой электродинамике и тогда же занялся сверхпроводимостью. Разработанная при его участии концепция известна как теория Гинзбурга–Ландау, но встречается и другое, более полное название — теория Гинзбурга–Ландау–Абрикосова–Горькова.

    Из этой теории следовало, что на поверхности сверхпроводников возникают кольцевые электрические потоки, или вихри Абрикосова. Эти вихри появляются под действием внешнего магнитного поля, например, из-за проходящего тока и выстраиваются в периодическую решетку: чем сильнее поле, тем больше этих вихрей. Если поле становится слишком велико, то вихри сталкиваются и сверхпроводимость исчезает, поэтому даже у сверхпроводников пропускная способность ограничена.

    В 1950-е годы применить практике эти открытия не получалось, но сдвиг от разрозненных фактов к теории был важен сам по себе — настолько, что за исследования сверхпроводников в 2003 году Абрикосову, Виталию Гинзбургу и Энтони Леггетту вручили Нобелевскую премию по физике. Сам Абрикосов к этому моменту уже 12 лет жил в США, где работал в Аргоннской национальной лаборатории.

    Где могли бы пригодиться сверхпроводники

    Долгое время сверхпроводники пытались использовать именно затем, чтобы передавать электричество без потерь и пропускать очень большие токи по тонким кабелям. Проблема в том, что сверхпроводимость возникает при охлаждении материала почти до абсолютного нуля — даже в космосе теплее, — поэтому устройства со сверхпроводниками приходилось охлаждать жидким гелием.

    Открытие в 1980-х годах сверхпроводников с более высокой рабочей температурой, которые можно охлаждать не гелием, а дешевым азотом (жидкий азот — это "всего" –196°С) поначалу казалось прорывом. Но прошло время – и сегодня сверхпроводящие линии электропередач по-прежнему существуют только в виде опытных образцов, а магниты Большого адронного коллайдера охлаждают все равно гелием.

    Еще сверхпроводники можно использовать в транспорте: при помощи сильных магнитных полей можно поднять в воздух целый поезд. Преимущества очевидны: у такого поезда нет изнашивающейся подвески, а без трения о железнодорожное полотно он сможет развивать скорость в сотни километров в час. В Шанхае даже построили коммерческую линию, соединяющую аэропорт с центром города, только работает она на обычных электромагнитах — так дешевле и проще. Дорогу со сверхпроводниками собираются построить в Японии, но, по оптимистичным прогнозам, она будет готова только в 2030-х годах.

    Также сверхпроводники пригодились бы в компьютерах, которые сегодня потребляют сотни ватт и сильно нагреваются. Но, во-первых, ноутбук, с системой охлаждения на жидком азоте или хотя бы сухом льде попросту непрактичен. Во-вторых, индустрию микроэлектроники пришлось бы перевести с кремния на какой-нибудь экзотический материал-сверхпроводник, а для этого заново пройти путь, начатый в почти полвека назад.

    Где сверхпроводники действительно нужны

    Есть у сверхпроводников и другие, более перспективные сферы применения. Через пять лет после того, как Абрикосов описал токовые вихри, молодой американский физик Брайан Джозефсон предсказал, что ток способен протекать через тонкие прослойки изоляторов между сверхпроводниками. Согласно классической физике, изолятор в принципе не может пропускать ток, но в квантовой теории джозефсоновский контакт — та самая тонкая прослойка непроводящего материала — не был препятствием. Когда это явление было обнаружено экспериментально, его стали использовать в СКВИДах.

    СКВИД — это сокращенное название сверхпроводящего квантового интерферометра. Этот прибор способен заметить малейшее колебание магнитного поля, чтобы, например, проследить за работой мозга. В рассказе Уильяма Гибсона "Джонни-мнемоник" и повести Нила Стивенсона "Лавина" герои таким образом считывали мысли. Реальная магнитоэнцефалография пока этого не умеет, но уже применяется в диагностике и по точности заметно превосходит привычную электроэнцефалографию.

    Еще СКВИДы и ряд похожих систем на основе джозефсоновских контактов рассматриваются как основа для квантовых компьютеров с уникальными вычислительными алгоритмами. Обычные вычисления основаны на кодировании данных нулями и единицами: единица соответствует электрическому заряду, а ноль — его отсутствию. Квантовая система — тот же СКВИД — отличается тем, что может быть одновременно и в "нулевом", и в "единичном" состоянии, отчего принцип работы меняется радикально.

    Квантовые компьютеры нужны не затем, чтобы полностью заменить обычные, но с некоторыми задачами они справляются намного быстрее. Так, на взлом многих современных шифров, которыми защищены данные, у квантового компьютера ушли бы не миллионы лет, а считанные минуты. Оттого ведущие страны мира торопятся создать такое устройство: победители выведут криптографию на совершенно другой уровень. Приходятся квантовые компьютеры и в научных расчетах, например, в моделировании взаимодействия молекул — это облегчит поиск новых лекарств и материалов. Эти задачи чрезвычайно важные, поэтому никого не смущает, что СКВИДы и их аналоги работают при глубоком охлаждении.

    По информации https://oko-planet.su/science/sciencenews/436802-zachem-nuzhny-sverhprovodniki-i-chto-za-vihri-otkryl-v-nih-abrikosov.html

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

26.06.2018
14:47

Ученые МИФИ и МФТИ совместно с зарубежными коллегами разработали особые микрокапсулы для лечения опухолей

26.06.2018
14:44

Перелетные бабочки ориентируются по линиям магнитного поля Земли

26.06.2018
14:38

Нобелевские лауреаты Гейм и Новоселов создали "мертвую воду"

26.06.2018
14:34

Астрономы спрогнозировали летний звездопад в конце июля

26.06.2018
14:23

"Там кипеж такой стоит". Из Новосибирска прорубят окно в новую физику

26.06.2018
14:16

Ученые из МГУ раскрыли секреты древнего климата России

26.06.2018
14:11

Физики из России создали абсолютно плоский магнит из кремния

26.06.2018
13:57

Французы напечатали 300-килограммовую лопасть гребного винта

26.06.2018
08:08

"Шило в мешке Шиле могут и утаить." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

25.06.2018
22:44

Физики определили точный источник звука «кап-кап-кап»

25.06.2018
22:30

Немцы напечатали микроэлектроды на мармеладках

25.06.2018
22:27

Наземный телескоп заснял астероид Весту почти с космической детализацией

25.06.2018
15:02

Как работают детекторы нейтрино: пример японского «Супер-Камиоканде»

<< 171|172|173|174|175|176|177|178|179|180 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList