Несимметричный сверхпроводник

07.09.2016

Селенид висмута Bi2Se3 - удивительное вещество: этот интерметаллид - топологический изолятор: электрический ток течет у него только по поверхности, не проникая в глубь материала, а если добавить немного стронция, то он обретает способность переходить в сверхпроводящее состояние, то есть проводить ток без сопротивления.

Согласно теории Бардина - Купера - Шриффера, сверхпроводимость осуществляют куперовские пары - вступившие во взаимодействие посредством колебаний решетки электроны, ставшие как будто одной частицей. Их спины складываются, и такая частица обладает целым значением этого квантового числа, то есть подчиняется статистике Бозе - Эйнштейна, а не Ферми - Дирака, как одиночные электроны. Бозе-частицы конденсируются, именно из-за этого возникает сверхпроводимость. Магнитное же поле ее разрушает, освобождая электроны от связей между ними.

А вот в случае висмута, очевидно, происходит не совсем так. Решетка этого вещества сильно анизотропна, она состоит из слоев. Понятно, что свойства вещества вдоль и поперек слоев - разные. Но вот исследователи из Амстердамского университета с коллегами из Фонда фундаментальных исследований материи обнаружили, что есть сильная анизотропия и в направлениях, параллельных слоям: значение критического магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость, существенно изменялось, если его ориентировать вдоль разных направлений слоя.

Иначе говоря, у этого вещества нарушена вращательная симметрия - обычно подобные нарушения обсуждает физика элементарных частиц, а не материаловедение. Теперь надо выяснить, каким образом для куперовских пар одно направление оказывается гораздо лучше, чем другие, казалось бы ничем не отличающиеся.

Интересно отметить, что еще с XIX века упоминания об удивительных свойствах соединений висмута встречаются в научных текстах, посвященных проблемам антигравитации.

<< Назад: Спортивные пенсионеры реже умирают от инфарктов 08.09.2016

>> Вперед: Биотопливо для самолетов 07.09.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Математики разработали идеальный кофе эспрессо 21.01.2020 Ученые создали математическую модель приготовления эспрессо, которая показала оптимальные значения параметров, позволяющих добиться повторяемости вкуса, при этом экономя кофе. Ключевая рекомендация заключается в помоле зерен до определенного размера, который грубее используемого сегодня в большинстве случаев. Эспрессо - это один из самых популярных способов заваривания кофе. Для получения этого напитка, горячую воду под давлением пропускают сквозь молотые жареные зерна. Несмотря на распространенность этого метода, результат его применения зачастую отличается раз от раза. Как правило, это списывают на человеческий фактор, хотя полноценных подтверждений этому не было. Существуют официальные рекомендации по завариванию эспрессо. Согласно им конечный объем напитка должен составлять от 25 до 35 миллилитров, при этом воду следует подавать под давлением в 9 бар, при температуре от 92 до 95 градусов Цельсия и в течение 20-30 секунд, а необходимая масса зерен для одной чашки должна находится в диапазоне от 7 до 9 грамм. Однако многие кофейни отклоняются от этих правил, так как современные кофемашины позволяют настраивать не только эти параметры, но и многие другие. Конечный вкус кофе определяется соотношением концентраций примерно двух тысяч химических соединений, содержащихся в зернах. Обычно считается, что чем меньше помол - тем лучше будет напиток, так как таким образом увеличивается площадь контакта кофе с водой. Однако в реальности сварить одинаковый на вкус эспрессо несколько раз подряд очень сложно. Джейми Фостер (Jamie Foster) из Университета Портсмута и его коллеги разработали новую математическую модель заваривания эспрессо, которая предлагает оригинальное объяснение непостоянству качества. Согласно результатам работы, количество заваривающегося кофе нелинейно зависит от степени помола: по мере уменьшения размера крупинок продуктивность растворения растет, но после определенного значения начинает падать. Авторы использовали не прямое моделирование всех физических и химических процессов при протекании воды сквозь кофе, а модифицировали хорошо разработанные методы симуляции движения заряженных частиц в литий-ионных батареях. Оказалось, что слишком мелкий помол приводит к частичному закупориванию фильтра и уменьшению доли растворяющегося субстрата. В конечном итоге авторы предлагают использовать не самый мелкий помол, добавлять чуть меньше зерен и использовать меньше воды. По словам исследователей, такая стратегия приводит к экономии денег и ресурсов, а также обеспечивает воспроизводимость вкуса напитка. Однако это не значит, что существует одно единственное значение параметров, которое позволяет сварить наилучший кофе, так как предпочтения во вкусе у людей различаются. В некоторых случаях для воспроизведения предпочитаемого вкуса может понадобится смешение нескольких завариваний по оптимизированному способу.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026