Позиция теоретического представления
В то время как учёные знают химический состав нового класса сверхпроводников, они менее уверены в том, как они работают. Правда, существует теория, которая объясняет сверхпроводимость при низкой температуре. Она известна как БКШ – по инициалам авторов Джона Бардина и его коллег Леона Купера и Роберта Шриффера, которые поделили Нобелевскую премию 1972 года по физике за свою работу.
В микроскопической теории Бардина–Купера–Шриффера присутствие суммарного взаимодействия притяжения между электронами проводимости, которые бы в норме отталкивались друг от друга из-за сходных электрических зарядов, существенно важно для возникновения сверхпроводимости. В обычных сверхпроводниках это притяжение зарождается в динамическом движении кристаллической решётки, что приводит к "электрон-фотон-электронному" взаимодействию без притяжения. Однако недавнее появление сверхпроводимости в классе материалов, полностью отличающихся от обычных сверхпроводников, а также с чрезвычайно высокими температурами перехода, принудило физиков исследовать очень широкий спектр возможных новых механизмов парообразования, включая, например, спиновые флуктуации, акустические плазмоны и процессы возбуждения.
Принципиальное происхождение парообразующего "клея" остаётся открытым и до некоторой степени критическим вопросом. Существует широкий диапазон теоретических возможностей, и окончательное объяснение может затрагивать (включать) комбинацию механизмов. Действительно, некоторые теоретики “развенчали” общепринятую BCS-теорию и предположили, что, возможно, даже нет традиционной тесной связи между энергетическими зонами и основными свойствами сверхпроводимости. Могут потребоваться значительные усилия для того, чтобы полностью раскрыть секреты этих составов. Типичными вопросами, которые активно рассматриваются в настоящее время, являются роли кислорода, природы и величины динамических механизмов и получающегося в результате электронной пары, – слабо ли или сильнó сцепление, и является ли анизотропная природа материалов действительно важной особенностью. Появление сверхпроводящих длин когерентности на один или два порядка величины меньше, чем длины, с которыми сталкивались ранее, очень низкие концентрации носителей, и очевидная важность меди и кислорода одновременно потребуют, вероятно, значительного расширения нашего представления о сверхпроводимости. Тот факт, что сверхпроводящий механизм взаимодействия в новых материалах, вероятно, будет очень отличаться, конечно, увеличивает перспективу того, что могут быть обнаружены другие высокотемпературные сверхпроводящие материалы.
HomeWork
№1
In 1987, each new report of achieving superconductivity at a higher temperature was received with excitement by the physics community. By summer, claimed records were approaching room temperatures, but enthusiasm was cooling. In December, signs of superconductivity above the boiling point of water (373 K) were reported. However, most observers were sсeptical about this claim, reflecting growing doubts that the existence of superconductivity above 100 К has been proved.
During the second half of the year, about 20 research groups reported evidence for superconductivity above 100 K. However, at the Boston meeting, Paul Chu, the researcher from the University of Houston, who made the first superconductor at 90 K, said higher-temperature observations were "unstable superconducting anomalies", rather than convincing results. He stressed that reports of high-temperature superconductivity should meet four criteria: zero resistance; demonstration of the Meissner effect (the exclusion of magnetic fields from a superconductor); stability; and reproducibility. Although he said that there was "no clear evidence to exclude" the possibility of superconductivity well above 100 K, Chu believes that the highest reported temperatures for superconductivity which meet all four criteria are in the 90 to 100 К range.
В 1987 г. каждое новое сообщение о достижении сверхпроводимости при более высокой температуре принималось сообществом физиков с волнением. К лету заявленные рекорды приближались к комнатным температурам, однако энтузиазм остывал. В декабре сообщили о признаках сверхпроводимости выше точки кипения воды (373 K). Как бы то ни было, но большинство наблюдателей скептически отнеслись к этому заявлению, выражая растущие сомнения в том, что было доказано существование сверхпроводимости выше 100 К.
В течение второй половины года приблизительно 20 исследовательских групп сообщили о подтверждении сверхпроводимости выше 100 K. Однако на Бостонской встрече Пол Чу, исследователь из Хьюстонского университета, который сделал первый сверхпроводник при 90 K, сказал, что наблюдения при более высоких температурах были "неустойчивыми сверхпроводящими аномалиями", а не убедительными результатами. Он подчеркнул, что сообщения о высокотемпературной сверхпроводимости должны удовлетворять четырём критериям: нулевое сопротивление; демонстрация эффекта Мейснера (вытеснение магнитных полей из сверхпроводника); устойчивость и воспроизводимость. Хотя он сказал, что не было "никакого явного свидетельства для исключения" возможности сверхпроводимости много больше 100 K, Чу полагает, что самые высокие сообщённые температуры про сверхпроводимость, которые соответствуют всем четырём критериям, находятся в диапазоне 90 – 100 К.
№2