Лазер поможет достичь сверхпроводимости при комнатной температуре

Ученые предсказали, что реализовать сверхпроводимость при комнатной температуре помогут свет и алюминий. Если они смогут реализовать идею на практике, то это даст возможность создать множество новых приборов, в том числе электромоторы нового поколения и квантовые компьютеры. Результаты исследования российских физиков из Санкт-Петербургского государственного университета и вузов Великобритании опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Сверхмощные электромоторы, искусственная невесомость, полноценный квантовый компьютер и многие другие «чудеса» станут возможны, когда будут придуманы материалы, обладающие сверхпроводимостью при условиях, комфортных для деятельности человека.

Коллектив профессора СПбГУ Алексея Кавокина предложил дизайн многослойной кристаллической структуры, электрическое сопротивление которой должно обратиться в ноль при облучении лазером. До сих пор состояния сверхпроводимости при атмосферном давлении невозможно было достичь выше, чем при минус 70 ⁰C, а новый метод позволит существенно повысить эту температуру.

Идею светоиндуцированной, то есть появляющейся при наличии света, сверхпроводимости впервые высказал Алексей Кавокин, Иван Шелых (Университет ИТМО и Университет Исландии) и Фабрис Лосси (Российский квантовый центр и Университет Уолверхемптона, Великобритания) в 2010 году. Тогда серия их работ о связи сверхпроводимости и конденсата поляритонов — комбинированных квазичастиц из света и возбуждений среды — вызвала широкий отклик в научном сообществе. В 2016 году теоретические исследования на эту тему опубликовали научные группы из Гарварда и Цюрихской политехнической школы. В том же году появились и первые экспериментальные данные о светоиндуцированной сверхпроводимости.

Новая работа российских ученых добавляет к теории сверхпроводимости ключевой элемент: выяснилось, что для реализации светоиндуцированной сверхпроводимости наиболее перспективны структуры, содержащие давно изученные сверхпроводящие металлы, например, алюминий. При освещении лазерным светом слой алюминия, граничащий с полупроводниковой структурой специального дизайна, должен стать сверхпроводником при гораздо более высокой температуре — возможно, близкой к комнатной. Группа Алексея Кавокина продолжает свою работу, планируя получить экспериментальное подтверждение предложенной теории.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.