Разработана теория «сверхпроводящего» вакуума
Российский физик Максим Чернодуб, работающий в Университете им. Франсуа Рабле (Франция), установил, что действие чрезвычайно сильного магнитного поля может переводить физический вакуум в такое состояние, в котором он будет вести себя подобно сверхпроводнику.
Зарегистрированное детектором CMS Большого адронного коллайдера столкновение ионов свинца, которое могло бы дать какую-то информацию о «сверхпроводящем» вакууме. (Иллюстрация ЦЕРН.) |
Объяснение свойствам традиционных сверхпроводников даёт, напомним, теория
Спин электрона, как известно, равен 1/2, но куперовскую пару можно считать композитным бозоном — частицей с целым спином. Бозоны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна, допускающей нахождение в одном квантовом состоянии нескольких частиц; следовательно, куперовским парам доступен процесс (бозе-эйнштейновской) «конденсации» в одно основное квантовое состояние. При этом разрыв одной пары, который обязательно сопровождается изменением энергий всего остального множества пар, требует значительной энергии, равной 2Δ, где Δ — так называемая сверхпроводящая щель. Ширина Δ зависит от температуры и в тот момент, когда последняя поднимается до критического значения, сравнивается с нулём, но при более низких температурах «коллективные» действия куперовских пар ведут к сверхпроводимости.
Экспериментально доказано, что сильное внешнее магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние вещества. Известен, однако, и пример более сложного взаимодействия: у соединения урана
Упоминаемый учёным вакуум нужно понимать не как среду, содержащую газ при низком давлении, а как физический вакуум, в котором постоянно рождаются и исчезают
С дальнейшим повышением индукции энергия основного состояния становится чисто мнимой, и именно здесь, по расчётам автора, создаются условия для «конденсации» заряженных ро-мезонов. Результат этого аналогичен переходу в сверхпроводящее состояние, причём эффект будет сохраняться только в одном направлении — вдоль магнитного поля.
Такие вычисления не имели бы смысла, если бы время жизни ро-мезонов оставалось на прежнем уровне. Г-н Чернодуб, однако, показал, что сильное магнитное поле с индукцией около 0,36•1016 Тл «закрывает» основной канал распада ро-мезонов на заряженные
Всё вышесказанное относится к холодному вакууму, то есть к условию нулевой температуры. Из общих соображений можно заключить, что рост температуры должен, как и у традиционных материалов, разрушать сверхпроводящее состояние.
Область сверхпроводимости на этом графике, связывающем температуру и индукцию поля, находится справа от кривой. При росте температуры значение индукции, на котором совершается переход, также увеличивается. (Иллюстрация автора работы.) |
Поле в 8 Тл, которое устанавливается в экспериментах с URhGe, считается очень сильным. Несложно понять, что 1016 Тл — это поистине гигантская величина, получить которую в лаборатории просто невозможно. Тем не менее г-н Чернодуб надеется экспериментально подтвердить свою теорию, воспользовавшись данными с
Остаётся добавить, что первая
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.