Ученые из России, Китая и США предсказали и в настоящее время экспериментально определили новые гидриды урана, предсказав сверхпроводимость для некоторых из них. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Феномен сверхпроводимости был открыт в 1911 году группой ученых во главе с голландским физиком Хайке Камерлинг-Оннесом. Сверхпроводимость означает полное исчезновение электрического сопротивления в материале, когда он охлаждается до определенной температуры, вытесняя магнитное поле из материала. В начале сверхпроводимость была обнаружена в нескольких основных металлах, таких как алюминий и ртуть, при температурах на несколько градусов выше абсолютного нуля, который составляет -273 ° C. Особый интерес для ученых представляют так называемые высокотемпературные сверхпроводники, которые проявляют сверхпроводимость при менее экстремальных температурах. Сверхпроводники с самой высокой температурой работают при -183 ° C и поэтому требуют постоянного охлаждения. В 2015 году редкий гидрид серы (H3S) установил новый рекорд высокотемпературной сверхпроводимости -70 ° C.

Группа физиков во главе с профессором Артемом Р. Огановым предсказала, что гораздо более низкие давления, около 50 000 атмосфер, могут дать 14 новых гидридов урана, из которых на сегодняшний день известен только один, UH3. Они включают соединения, богатые атомами водорода, такие как UH7 и UH8, которые, по прогнозам ученых, являются сверхпроводящими. Многие из этих соединений были затем получены в экспериментах, проведенных командами профессора Александра Гончарова в Американском институте Карнеги в Вашингтоне (США) и Институте физики твердого тела Китайской академии наук. Расчеты показывают, что высокотемпературным сверхпроводником является UH7, который демонстрирует сверхпроводящую способность при -219 ° C – уровень температуры, который может быть дополнительно повышен путем легирования.

«После того, как H3S был обнаружен, ученые начали охотно искать сверхпроводящие гидриды в других неметаллах, таких как селен, фосфор и т. Д. Наше исследование показало, что гидриды металлов обладают таким же потенциалом, как неметаллы, с точки зрения высокотемпературной сверхпроводимости», говорит главный автор исследования Иван Круглов, научный сотрудник лаборатории открытия вычислительных материалов в МФТИ.

«Двумя основными моментами наших результатов является то, что высокое давление дает удивительно богатую коллекцию гидридов, большинство из которых не вписывается в классическую химию, и что эти гидриды могут быть фактически получены и стать сверхпроводящими при очень низких давлениях, возможно даже при атмосферном давлении», – говорит Артем Оганов.

По материалам phys.org