Так же, как и сто лет назад, основными электропроводниками на сегодняшний день остаются металлы. Как и сто лет назад, лучшие на сегодняшний день проводники - это серебро, платина, медь, золото, алюминий. Сложные соединения - так называемые сверхпроводящие керамики - постепенно выходят из стен лабораторий, уже ученые демонстрируют общественности реальные результаты.
Рекорды сверхпроводимости мы привыкли отслеживать по температуре перехода вещества в сверхпроводящее состояние. На сегодня этот показатель равен 77° по шкале Цельсия и, если бы температурный показатель все решал, то мы бы давно из меди и алюминия делали бы все что угодно, кроме проводов. Дело в том, что все эти проводники очень трудно удержать в сверхпроводящем состоянии тогда, когда по ним начинает протекать ток величиной, представляющей практический интерес.
Еще одним полезным свойством, присущим сверхпроводникам, является то, что мы называем эффектом Мейснера. По нему и принято фиксировать факт сверхпроводимости, а именно: к кольцу из предполагаемого сверхпроводника подносится постоянный магнит и, если он отталкивается, считается, что сверхпроводимость есть. Объясняется это так: движение магнита наводит в сверхпроводнике ток, который и создает встречное магнитное поле. При этом ток не затухает, и магнит может висеть, без каких-либо креплений, сколько угодно долго.
И вот новый рекорд величины магнитного поля, сгенерированного сверхпроводником, побито достижение, которое держалось более чем десять лет, это может предвещать прорыв в широком диапазоне областей применения. Исследователям удалось получить магнитное поле с напряженностью 17,6 Тесла, причем такой результат показал высокотемпературный сверхпроводник на основе гадолиния бария оксида меди (GdBaCuO). Предыдущий рекорд был немного скромнее, а именно 17,2 Тесла. Результат получен в кембриджской лаборатории: кольцо хрупкой керамики наружным диаметром порядка 10 см способно удерживать над собой груз порядка 3 тонн.
Магнитные поля такой величины очень нужны в медицине, в частности для эффективной магнито-резонансной терапии. Именно благодаря сильным магнитным полям стала возможной современная высокоточная диагностика. Это особенно важно тогда, когда речь идет о МРТ головного мозга или других сложных органов.
Но без охлаждения пока не обходится: для получения вышеописанного результата понадобился жидкий азот (несмотря на всю "высокотемпературность" проводника), но технология уже выходит за границы лабораторных исследований. Тем не менее, уже просматриваются неплохие перспективы использования таких магнитов в маховиках накопителей энергии, в транспорте на магнитных подушках, в сепараторах горной породы и т.д. |