Исследователь из университета в Бингемтоне и его международные коллеги сообщили на этой неделе, что они успешно синтезировали первый сверхпроводник, разработанный полностью на компьютере. Результаты их работы были опубликованы в журнале «Physical Review Letters».
Алексей Колмогоров, доцент кафедры физики в Бингемтоне, предложил новый сверхпроводник еще в 2010-м году, о чем уже ранее было сообщение в том же журнале, а затем он объединился с ведущими экспериментальными группами в Германии, Бельгии, Италии и Франции для проверки предсказания.
Синтезированный материал, не известное ранее тетраборнокислое соединение железа, получен из двух других обычных несверхпроводящих веществ. Он имеет совершенно новую кристаллическую структуру и обладает неожиданным типом сверхпроводимости для материалов, содержащих железо, как, и было предсказано компьютерными расчетами.
“Примеры, когда получались сверхпроводящие материалы из не сверхпроводящих материалов, уже обнаруживались экспериментально, но это обычно происходило случайно”, – сказал Колмогоров.
До сих пор теория использовалась в основном для исследования механизмов сверхпроводимости и, в очень редких случаях, предлагались способы, как необходимо изменить существующие материалы, чтобы они могли стать сверхпроводящими. Но многие предлагавшиеся ранее вещества оказывались не достаточно стабильными и плохими сверхпроводниками.
Более пяти лет назад Колмогоров начал изучать материалы на основе бора, которые имеют исключительно сложные структуры и широкий спектр применения. Он разработал методику вычислений для выявления ранее неизвестных стабильных кристаллических структур без экспериментальных исследований.
Поиск предсказал два перспективных соединения в железо-борной системе, что явилось неожиданностью. Кроме того, расчеты аспирантки Шины Шах (Sheena Shah) показали, что одно из них должно быть сверхпроводником при необычно высокой температуре в 15-20 градусов Кельвина.
Месяцы многократных проверок подтвердили предварительные результаты на стабильность и сверхпроводимость соединения. Тем не менее, в 2010 году теоретическое открытие было встречено многими со скептицизмом.
В дальнейшем Колмогоров планирует заняться исследованием оксидов металлов. “Они привлекают внимание, потому что они находят применение в качестве катализаторов, фотоэлектрических материалов и защитных покрытий, – говорит он. – Мы надеемся, что наша методология расчетов приведет к более поразительным открытиям”.
Источник: wordscience.org
