Современная электроника №5/2024

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2024 Сверхпроводимостьпривысоких температурах : реальностьифальсификации . Часть 1. Отнизкотемпературнойдовысокотемпературной сверхпроводимости Рис . 1. ЭффектМейснера – благодаря мощному магнитному полю , генерируемому током сверхпроводимости , из объёма сверхпроводника полностью вытесняется внешнее магнитное поле [1] В начале апреля 2024 года был опубликован 124- страничный отчёт о судебном процессе Университета Рочестера против Ранга Диаса , в котором подробно описаны факты плагиата и научных фальсификаций этого преподавателя физики , ставшего на три года научной суперзвездой жёлтой прессы . В течение нескольких последних лет Диас публиковал статьи об очередном прорывном достижении , неумолимо приближавшем его к открытию сверхпроводимости при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении . Поскольку сверхпроводимость при нормальных условиях ( НУ ) способна практически полностью изменить всю существующую науку и технику , то на протяжении уже более сотни лет эта цель является путеводной звездой для многочисленных лабораторий , занимающихся данной проблемой . Однако никому в мире не удалось повторить достижения Диаса . Поскольку основным критерием истинности того или иного открытия в физике является получение одинаковых результатов по одной и той же методике в нескольких независимых лабораториях , то ведущие учёные в разных странах стали сомневаться в результатах экспериментов Диаса . Вывод независимой комиссии о том , что эта история оказалась просто фейком , произвёл эффект разорвавшейся бомбы . Многие учёные и особенно научные чиновники стали сомневаться в том , возможна ли вообще высокотемпературная сверхпроводимость и каковы перспективы развития этого направления . Для того чтобы ответить на этот вопрос , нужно представлять , что такое сверхпроводимость при высоких температурах и каковы неоспоримые достижения в этой области на данный момент . Этому посвящена первая часть статьи . Во второй части будут рассмотрены примеры нескольких нашумевших фальсификаций результатов измерений сверхпроводимости при « комнатных температурах ». Виктор Алексеев Низкотемпературная сверхпроводимость Впервые эффект сверхпроводи - мости в 1911 году открыли гол - ландские ученые Камерлинг Оннес (Kamerlingh Onnes), Корнелис Дорс - ман (Cornelis Dorsman), Геррит Ян Флим (Gerrit Jan Flim) и Жиль Хольст (Gilles Holst), когда в одном из очеред - ных опытов они обнаружили , что при температуре около 3 градусов Кель - вина (1 К = – 273° С ) металлическая ртуть , охлаждённая жидким гелием ( Т кр = 4,2 К ), полностью теряет элек - трическое сопротивление . Это явле - ние получило название « сверхпро - водимость – superconductivity – SC», а температуре , при которой оно воз - никает , был присвоен термин « кри - тическая температура – Ткр » (Critical temperature of superconductivity – T cs ). Другое фундаментальное свойство сверхпроводников было обнаруже - но в 1933 году немецкими учёными Вальтером Мейснером (Fritz Walther Meissner и Робертом Оксенфельдом (Robert Ochsenfeld). Оказалось , что , благодаря току сверхпроводимости , возникающему при охлаждении ниже Ткр , из объёма сверхпроводника пол - ностью вытесняется внешнее магнит - ное поле . Схема обтекания внешнего магнитного поля сверхпроводника , по которому протекает сверхпроводя - щий ток , показана на рис . 1. Нагляд - ный пример демонстрации эффекта Мейснера показан на рис . 2. Внешнее поле постоянного магнита вытесняет - ся более мощным магнитным полем , возникающим в сверхпроводнике при протекании тока сверхпроводимости , и приподнимает магнит в воздухе [1]. Различают два типа сверхпро - водников . Первый тип «type one superconductors», включающий чистые вещества , полностью вытесняет из себя внешнее магнитное поле ( как показано на рис . 1). У сплавов и композицион - ных материалов , как правило , наблю - дается так называемый « частичный эффект Мейснера », при котором не происходит полного выталкивания магнитного поля из внутреннего объ - ёма сверхпроводника . Во внутреннем объёме таких сверх - проводников при температурах ниже Т кр формируются круговые токи , созда - ющие магнитное поле , которое , однако , заполняет не весь объём , а распреде - лено в нём в виде отдельных нитей – « вихрей Абрикосова ». При этом вихри могут удерживаться на микронеоднородностях материала . Этот процесс называется пиннингом (pinning). При сильном вихревом пин - нинге возникает « эффект захваченного магнитного потока », заключающийся в сохранении остаточной намагниченно - сти в сверхпроводниках 2- го типа после выключения источника внешнего поля .