Парадоксальное открытие
Учёные с участием специалистов МИЭМ ВШЭ доказали, что дефекты материалов способны усиливать сверхпроводимость. Исследователи выявили механизм взаимодействия между несовершенными и чистыми зонами, создающий особый "квантовый клей". Эта однородная субстанция объединяет разобщённые сверхпроводящие участки в цельную сеть, открывая перспективы разработки сверхпроводников для повышенных температур.
Чудо сверхпроводимости
Уникальность сверхпроводимости — в прохождении электротока без сопротивления и тепловых потерь. В отличие от обычных проводников, где электроны движутся хаотично, в сверхпроводниках они формируют слаженные куперовские пары. Такое свойство позволяет создавать мощные магниты для томографов, ускорителей частиц и инновационных вычислительных систем.
Препятствия на пути
Главная сложность — нестабильность эффекта. Сверхпроводимость сохраняется лишь при экстремально низких температурах и разрушается примесями. Хотя парадоксально: именно в дефектных островках пары могут возникать при повышенной температуре. Диссонанс в том, что беспорядок усиливает сверхпроводимость локально, но препятствует её распространению.
Инновационное решение
Транснациональная команда из НИУ ВШЭ, Московского центра перспективных исследований и Университета Пернамбуку предложила выход. Учёные экспериментально подтвердили теорию с помощью двухзонной модели, где "грязная" подсистема обеспечивает локальный "температурный рывок", а чистая отвечает за связность. При их объединении образуется рабочий "квантовый клей", нивелирующий изоляцию участков.
Результаты и перспективы
«Синергия дефектных и чистых зон даёт эффект «два в одном»: рост температурной границы и беспрепятственную проводимость, — комментирует профессор Алексей Вагов. — Беспорядок из разрушителя превращается в ресурс для высокотемпературных сверхпроводников». Модель устойчива к разным типам дефектов — от естественных до искусственных структур. Особенно перспективна для слоистых материалов, соединений типа MgB₂, плоскозонных электронных систем. Также открывает новые возможности для графеновых структур с контролируемой сверхпроводимостью.
От теории к практике
Работа реализована при поддержке гранта Российского научного фонда (№075-15-2025-010) и Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ с использованием университетского суперкомпьютера. Этот концепт отражает путь к созданию материалов, где дефекты осознанно усиливают ключевые свойства.
Источник: scientificrussia.ru
