New trick from old dog (стр. 133)

NEW TRICK FROM OLD DOG

A Magnesium Compound Is a Startling Superconductor by Graham P. Collins

You can buy magnesium boride ready-made from chemical suppliers as a black powder. The compound has been known since 1950s and has typically been used as a reagent in chemical reactions. But until this year (2001) no one knew that at 39 degrees above absolute zero it conducts electric current perfectly — it is a superconductor. Although its superconducting temperature is far below that of the copper oxide high-temperature superconductors, the compound has set off a flurry of excited activity among researchers. Mag­nesium boride overturned theorists' expectations and promises technological applications.

Jun Akimitsu of Tokyo University anounced the surprising discovery at a conference in Japan on January 10, after he and his workers stumbled on magnesium boride's properties while trying to make more complicated materials involving magnesium and boron.

Word of the discovery spread around the world by e-mail and in three weeks the first research papers by other groups were posted on the Internet.

In early March, a special session on magnesium boride was hastily put together in Seattle at the American Physical Society's largest annual con­ference: from 8 p.m. until long after midnight, nearly 80 researchers presented ultrabrief summaries on their results.

Until January, standard wisdom ruled out the possibility of a conventional Superconductor operating above about 30 kelvins. Conventional super­conductors are understood by the so-called BCS theory, formulated in 1957. The magnesium boride result seemed to imply that either a new superconducting mechanism had been discovered or that the BCS theory needed to be revised.

Almost all the experimental evidence so far supports the idea that magnesium boride is a standard BCS superconductor, unlike the copper oxides. For example, when researchers use the isotope boron 10 in place of boron 11, the material critical temperature rises slightly, as expected, because the lighter isotope alters vibrations of the material's lattice of atoms, a key component of BCS theory. How, then, has the magic 30 kelvins been exceeded?

Perhaps, those predictions were premature. Magnesium boride has a combination of low-mass atoms and favourable electron states, that was overlooked as a possibility.

Physicists are trying to push the BCS' limit even further to produce higher critical temperatures by doping the material with carefully selected impurities. Groups have added aluminium or carbon (neighbours of boron in the periodic table), but these both decrease the critical temperature. Calcium is expected to work better, but no one has succeeded in producing calcium-doped magnesium boride.

Even undoped, magnesium boride has several attractive features for applications. First, the higher operating temperature would allow cooling of the superconductor by refrigeration instead of by expensive liquid helium, as is needed for the most widely used superconductors.

The high-temperature copper oxide superconductors beat magnesium boride hands-down on that count but they have proved difficult to manufacture into convenient wires. Also, the supercurrent does not flow well across the boundaries of microscopic grains in copper oxides.

Magnesium boride, in contrast, has already been fashioned into wires using simple techniques, and the supercurrent flows effortlessly between grains. One drawback, however, is that magnesium boride loses its super­conductivity in relatively weak magnetic fields, fields that are inescapable in applications. But with the progress seen already in a scant few months, researchers are confident they can overcome such problems.

НОВАЯ УЛОВКА ОТ СТАРОЙ СОБАКИ

Состав Магния - Потрясающий Сверхпроводник Грэмом П. Коллинсом

Вы можете покупать борид магния, готовый от химических поставщиков как черный порошок. Состав был известен с 1950-ых и типично использовался как реактив в химических реакциях. Но до этого года (2001) никто не знал, что в 39 степенях{градусах} выше абсолютного ноля это проводит электрический ток совершенно - это - сверхпроводник. Хотя его температура суперпроведения далека ниже этого медных окисных высокотемпературных сверхпроводников, состав выделил поток возбужденной деятельности среди исследователей. Мэг _ nesium борид опрокидывала{отменяла} ожидания теоретиков и обещает технологические заявления{применения}.

Июнь Akimitsu Университета Токио anounced удивительное открытие на конференции в Японии 10 января, после того, как он и его рабочие наткнулись на свойствах борида магния при попытке делать более сложные материалы, вовлекающие магний и бор.

Слово распространения открытия во всем мире электронной почтой и через три недели первые бумаги{газеты} исследования другими группами было отправлено по почте{объявлено} на Интернете.

В начале марта, специальная сессия на бориде магния была торопливо соединена в Сиэтле в американском Физическом Обществе наибольший ежегодный, подставили _ ference: с 20:00, пока после того, как{после;намного позже} полуночи, почти 80 исследователей не представили ультракраткие резюме на их результатах.

До января, стандартная мудрость исключила возможность обычного Сверхпроводника, работающего более чем приблизительно 30 kelvins. Обычный высшего качества _ проводники поняты в соответствии с так называемой теорией бакалавра коммерции, сформулировал в 1957. Результат борида магния, казалось, подразумевал, что или новый механизм суперпроведения был обнаружен или что теория бакалавра коммерции должна была быть пересмотрена.

Почти все экспериментальное свидетельство{очевидность} пока поддерживает идею, что борид магния - стандартный сверхпроводник бакалавра коммерции, в отличие от медных окисей. Например, когда исследователи используют бор изотопа 10 вместо бора 11, материальные критические температурные повышения немного, как ожидается, потому что более легкий изотоп изменяет колебания решетки материала атомов, ключевой компонент теории бакалавра коммерции. Как, тогда, волшебство 30 kelvins были превышены?

Возможно, те предсказания были преждевременны. Борид магния имеет комбинацию низко-массовых атомов и благоприятных электронных государств, который пропускался как возможность.

Физики пробуют выдвинуть{подтолкнуть} предел бакалавра коммерции даже далее производить выше критические температуры doping материал с тщательно отобранными примесями{загрязнениями}. Группы добавили алюминий или углерод (соседи бора в периодическом столе{таблице}), но они оба уменьшают критическую температуру. Кальций, как ожидается, будет работать лучше, но никто не преуспел в бориде магния кальция-doped создания.

Даже undoped, борид магния имеет несколько привлекательных особенностей заявлений{применений}. Сначала, более высокая операционная температура позволила бы охлаждаться из сверхпроводника охлаждением вместо дорогим жидким{ликвидным} гелием, как необходима для наиболее широко используемых сверхпроводников.

Высокотемпературные медные окисные сверхпроводники бьют руки вниз борида магния на том счете{графе}, но они оказались трудными произвести в удобные провода. Также, суперпоток не течет хорошо поперек границ микроскопического зерна в медных окисях.

Борид магния, напротив, был уже вылеплен в провода, используя простые методы, и супертекущие потоки легко между зерном. Один недостаток{препятствие}, однако, - тот борид магния, теряет его высшего качества _ проводимость в относительно слабых магнитных областях{полях}, области{поля}, которые являются неизбежными в заявлениях{применениях}. Но с продвижением{прогрессом}, замеченным уже через скудные несколько месяцев, исследователи уверены, что они могут преодолеть такие проблемы.