Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

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

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

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


"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"

24.03.2018
16:12

Лед и климат: почему Антарктида сопротивляется глобальному потеплению

    Ученые, постоянно наблюдающие за покрывающим Антарктиду ледником, установили, что континент по-разному реагирует на потепление атмосферы и изменения происходят . . .

24.03.2018
16:09

Новая гипотеза объясняет различия в составе вещества разных планет

    Команда исследователей из Копенгагенского университета, Дания, и их коллег из Берлинского музея предложила новое объяснение различия в составе вещества планет . . .

24.03.2018
16:06

«Хаббл» помогает «поймать за руку» одну из галактик-спутников Млечного пути

    На краю нашей Галактики разворачивается самое настоящее космическое «перетягивание каната» - и только космический телескоп НАСА Hubble («Хаббл») может «разобраться . . .

24.03.2018
16:03

Марсианский ровер Curiosity отмечает 2000-й по счету «сол» на Марсе

    Марсианский ровер НАСА Curiosity недавно достиг важного рубежа своей миссии, проведя 2000-е по счету марсианские сутки на поверхности Красной планеты. Этот мозаичный . . .

24.03.2018
15:41

Раскрыта тайна «Стива» — особого вида северного сияния

    Международная группа ученых под руководством астрофизика Элизабет Макдональд (Elizabeth MacDonald) из NASA, разобралась в физической сущности «Стива» (Steve) — особого вида . . .

24.03.2018
15:36

Нанопровода помогли достичь рекордной эффективности термоядерного синтеза на микроуровне

    Термоядерный синтез — процесс, который питает наше Солнце энергией, — происходит, когда более лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые. Нагревая . . .

24.03.2018
15:32

Разработана новая ячейка энергонезависимой памяти для отечественных микросхем

    В России разработали новую конструкцию ячейки энергонезависимой памяти для серийно выпускаемых микросхем отечественного производства. Специалистам АО «НИИ . . .

24.03.2018
15:29

23 марта 1876 г. Павел Яблочков получил патент на "электрическую свечу"

    23 марта 1876 года, выдающийся русский изобретатель-электротехник Павел Николаевич Яблочков получил первый в мире патент на электрическую лампу, ставшую известной . . .

24.03.2018
15:04

Ученым впервые удалось «приготовить» квантовую спин-жидкость

    В 1987 году Пол В. Андерсон (Paul W. Anderson), Лауреат Нобелевской премии в области физики, выдвинул предположение, что явление высокотемпературной сверхпроводимости может . . .

24.03.2018
14:59

NGC 3972 - галактика, полная космических маяков

    Эту замечательную спиральную галактику можно найти в созвездии Большой Медведицы. NGC 3972 усеяна множеством звёзд, расположена она на расстоянии 65 миллионов . . .

24.03.2018
13:43

Носимые устройства заменили дополненной реальностью

    Компания Leap Motion показала прототип системы дополненной реальности, позволяющей отображать на руках пользователя виртуальные интерфейсы, например, кнопки или . . .

24.03.2018
13:41

Китай занялся разработкой мощной гиперзвуковой аэродинамической трубы

    Главная государственная лаборатория высокотемпературной газовой динамики Академии наук Китая приступила к разработке новой гиперзвуковой аэродинамической . . .

23.03.2018
22:54

Поглотитель воды из воздуха испытали в пустынном климате

    Инженеры испытали в засушливых условиях штата Аризона устройство на основе металл-органического каркаса, которое может поглощать воду из воздуха, используя для . . .

23.03.2018
22:51

NASA предскажет появление оползней после дождя по всему миру

    Американские исследователи из NASA разработали модель, которая на основании данных об осадках за последнюю неделю формирует краткосрочный прогноз вероятности . . .

23.03.2018
17:05

Космические сверхпроводники

    Заветная мечта многих физиков – найти сверхпроводник, который будет проводить электрический ток без сопротивления при комнатной температуре, или хотя бы близко к ней. Такие материалы весьма и весьма пригодились бы нам; они, к примеру, сделали бы магнитно-резонансную томографию намного доступнее и, возможно, даже позволили бы создать левитирующие сверхскоростные поезда. Так что о сверхпроводнике могут мечтать не только физики.

    Но что вообще такое сверхпроводники? Электрическое сопротивление любого проводника зависит от температуры: чем она ниже, тем меньше сопротивление. Электрический ток создают движущиеся электроны, но из-за того, что любой материал содержит дефекты, которые рассеивают электроны, даже при абсолютном нуле сопротивление не может полностью исчезнуть.

    Однако в некоторых материалах при достаточно низкой температуре электроны взаимодействуют друг с другом особым образом и формируют так называемые пары Купера. Эти пары можно рассматривать как отдельные частицы, и свойства их таковы, что они передвигаются, игнорируя дефекты, то есть электрическое сопротивление полностью исчезает. Температура, при которой материал переходит в сверхпроводящее состояние, зависит от электронной структуры материала и называется критической. Как видим, сверхпроводимость – квантовый эффект, и хотя существуют теоретические модели, которые достаточно удачно описывают её во многих материалах, физики до сих пор ломают головы над тем, что именно при этом происходит.

    «Обычные» сверхпроводники состоят из таких металлов как ниобий, свинец или ртуть. Критическая температура сверхпроводникового перехода в ртути составляет 4,15 К (-269.15°C). (Для сравнения: газ гелий становится жидким при нормальном давлении при 4,2 К.) В 1986 году физики открыли семейство «высокотемпературных» сверхпроводников на основе меди, которые теряют электрическое сопротивление при 134 К (-139°C). С тех пор было найдено немало других высокотемпературных сверхпроводящих соединений (керамические соединения на основе купратов, пниктиды железа, и т. д.), но пока что самая высокая критическая температура у них остаётся в районе 150 К (-123°C).

    Сверхпроводимость можно «простимулировать» с помощью давления. В 2015 году группа русских физиков из Института химии Общества Макса Планка и Института неорганической и аналитической химии в Майнце показала, что под давлением около 150 ГПа сероводород диссоциирует на высшие гидриды и становится сверхпроводником при температуре всего около -70°C! Но, конечно, использовать такой материал вне лаборатории пока не слишком возможно: чтобы понять, что такое 150 ГПа, скажем, что давление на дне Марианской впадины (глубина около 11 км) составляет 0,11 ГПа.

    Взглянув на таблицу химических элементов Менделеева, можно представить громадное количество возможных сверхпроводящих комбинаций. Ведь одни и те же химические элементы могут соединяться различными способами в зависимости от пропорций и условий синтеза! Кроме того, материалы могут быть слоистыми или иметь какую-то дополнительную наноструктуру, что тоже влияет на электронные свойства. Однако задачу по поиску высокотемпературного сверхпроводника усложняет то, что исследователям приходится полагаться большей частью просто перебирать возможные варианты.

    Дело в том, что как мы упоминали выше, сверхпроводимость возникает в результате взаимодействия большого количества электронов. В системах, где возможно такое взаимодействие, обычно возникают несколько многочастичных эффектов, многие из которых неизвестны или плохо изучены. Чем больше атомов нужно принять во внимание при расчётах, тем большие требуются вычислительные мощности. В большой системе выполнить точный расчёт невозможно, и неизбежно приходится упрощать. Да и малейшее изменение химического состава меняет электронные свойства материала. Поэтому поиски «того самого» сверхпроводника идут в двух направлениях: теоретики рассчитывают электронные структуры многообещающих соединений, а экспериментаторы синтезируют и изучают их свойства в лаборатории. Случается, что теоретические предсказания не совпадают с тем, что видят экспериментаторы. Тогда теоретикам приходится браться за работу с другого конца и объяснять результаты экспериментов. Именно так уточняются существующие модели и открываются новые виды многочастичных взаимодействий.

    Впрочем, бывает, что сверхпроводящие соединения находят случайно, без наводок теоретиков. Именно так в 1911 году открыли саму сверхпроводимость. История физики пестрит подобными случайностями, поэтому некоторые исследователи решают буквально следовать принципу «ну ты хоть лотерейный билет-то купи». Какие породы богаты самыми разнообразными и экзотическими металлическими соединениями? Геологические породы и метеориты. Метеориты образуются при самых разнообразных температурах и давлениях, и часто содержат уникальные соединения. Вполне вероятно, что какое-то из них окажется сверхпроводником!

    Физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством Ивана Шуллера взялись за изучение всех доступных минералов из Смитсоновского института в Вашингтоне, включая те, что есть метеоритах. Сверхпроводник можно обнаружить, если при определенной температуре в нем резко до нуля упадет электрическое сопротивление. Кроме того, у сверхпроводников есть любопытные магнитные свойства: например, известно, что они могут в прямом смысле летать над сильным магнитом. Они «отталкиваются» от внешнего магнитного поля за счёт вихрей на поверхности: вихри создают противоположно направленное магнитное поле, чтобы внешнее магнитное поле не могло проникнуть вглубь материала.

    Это явление называется эффектом Мейснера; именно он заставляет сверхпроводники левитировать в сильном магнитном поле. Эффект Мейснера тоже используют при поиске новых соединений, особенно в неоднородных образцах, в которых находятся только небольшие вкрапления сверхпроводниковых кристаллов и сопротивление в которых никогда не падает до нуля.

    Но у метода на основе эффекта Мейснера есть существенный минус – он недостаточно чувствителен. Группа Шуллера изобретательно обошла это ограничение, пользуясь тем, что сверхпроводник иначе поглощает микроволны при переходе в сверхпроводящее состояние. Образец помещали в специальную полость, в которую накачивали микроволны. Внутри полости также возникало сильное постоянное магнитное поле, на которое накладывалось небольшое колеблющееся магнитное поле. Охлаждающийся образец проходил через критическую температуру, и в этот момент у него существенно менялось поглощение микроволнового излучения. Колеблющееся магнитное поле «включало и «выключало» сверхпроводимость, что увеличивало чувствительность метода примерно в 1000 раз.

    После того, как метод обкатали на тысячах разных образцов, Шуллер и его коллеги принялись за образцы с поверхности 16 различных метеоритов. Сверхпроводимость проявилась в двух из них: Мундрабилльском метеорите весом в 9980 кг, который обнаружили в Австралии в 1911 году, и метеорите Нунатак Грейвса (назван в часть скалистого выступа над ледником в Антарктиде, рядом с которым его нашли в 1995).

    Поймав нужный сигнал, физики рассортировали порошок, в который был растёрт образец, на разные виды кристаллов и с помощью рентгеноспектроскопии определили, какие из них являются сверхпроводниками. Выяснилось, что сплав в Мундрабилльском метеорите содержит индий, олово и, вероятно, свинец. Второй образец содержит сплав индия и олова. Оба этих сплава уже хорошо известны физикам, и их критическая температура находится около 5 К (-268°C).

    Хотя новых сверхпроводящих соединений открыть пока не удалось, полученные результаты показывают, что сверхпроводимость – не такая уж и редкость во Вселенной: если такие материалы можно найти в метеоритах, то их можно найти где угодно. Впрочем, главная цель здесь, конечно, в том, чтобы найти новые, неизвестные соединения – только так можно разгадать секрет сверхпроводимости.

    По информации https://www.nkj.ru/news/33364/

23.03.2018
17:01

Компьютерная программа поможет добывать больше нефти

    Новый метод трехмерного моделирования позволяет быстро и точно рассчитать проницаемость горных пород для оптимальной разработки нефтегазовых месторождений . . .

23.03.2018
16:55

Ученые собрались превратить свет в материю при помощи мощных лазеров

    Ученые-физики из Имперского колледжа в Лондоне готовятся к проведению ряд экспериментов, целью которых является подтверждение одной из теорий, выдвинутой 84 года . . .

23.03.2018
16:50

Ученым впервые удалось "приготовить" квантовую спин-жидкость

    В 1987 году Пол В. Андерсон (Paul W. Anderson), Лауреат Нобелевской премии в области физики, выдвинул предположение, что явление высокотемпературной сверхпроводимости может . . .

23.03.2018
16:45

Слияние нейтронных звезд ведет к образованию во Вселенной золота

    Международный коллектив ученых описал, как слияние нейтронных звезд ведет к зарождению во Вселенной золота и других тяжелых элементов. В результате одного . . .

23.03.2018
16:23

NGC 1277 - реликтовая галактика недалеко от Млечного Пути

    Астрономы поставили перед телескопом «Хаббл» интересную задачу: исследовать древнюю реликтовую галактику, обосновавшуюся практически на задворках нашей . . .

<< 561|562|563|564|565|566|567|568|569|570 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

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 передвижники

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

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

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

 

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

Rambler's Top100