Все теплее и теплее

Кусочек металла, охлажденный до критической температуры, парит (левитирует) в магнитном поле – классический эксперимент, демонстрирующий эффект сверхпроводимости.
Источник: rise.org.au

Фактически уже совсем скоро, через два года – в 2011 году, физики во всем мире, да и не только физики, надо полагать, будут отмечать 100-летие открытия одного из самых необычных, завораживающих и до сих пор одного из самых загадочных физических эффектов – сверхпроводимости. Именно в 1911 году голландский физик Хайке Камерлинг-Оннес из Университета города Лейдена, почти случайно установил, что при температуре ниже температуры жидкого гелия – 4,15 градуса Кельвина, что эквивалентно минус 269 градусам Цельсия, – электрическое сопротивление ртути практически мгновенно исчезало. До 1923 года голландцы владели «эксклюзивными» правами на это открытие – только в Лейденской лаборатории, больше нигде в мире, не умели получать жидкий гелий. В СССР жидкий гелий впервые был получен в 1932 году талантливейшим физиком Львом Шубниковым.

И вот у российских ученых появился реальный шанс встретить этот юбилей, что называется, во всеоружии. На базе Физического института имени П.Н.Лебедева РАН (ФИАН) как раз к концу 2011 года будет создан Центр исследования высокотемпературной сверхпроводимости и наноструктур. Заметьте – высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Дело в том, что практически сразу же после открытия сверхпроводимости физики стали искать материалы и условия, чтобы повысить температуру наступления эффекта сверхпроводимости. Идеально, если бы удалось найти такие материалы, которые переходят в состояние сверхпроводимости при комнатной температуре.

«Никаких принципиальных возражений против ВТСП нет, – заявил, обращаясь к членам ученого совета нобелевский лауреат, сотрудник ФИАНа с 1940 года Виталий Гинзбург. Сам он из-за болезни не смог присутствовать, но прислал аудиообращение. – Температура кипения жидкого азота составляет 77,4 градуса Кельвина; все материалы, которые обладают сверхпроводимостью при температурах выше этой, – высокотемпературные сверхпроводники».

Создающийся центр станет крупнейшей в стране научной организацией (лабораторией), занимающейся исследованиями в этой области физики конденсированных сред. Все формальные вопросы вроде бы уже решены, все необходимые бумаги для начала создания центра подписаны┘ Именно этому вопросу было посвящено ноябрьское заседание ученого совета ФИАНа – «Перспективы развития исследований в области сверхпроводников и сверхпроводниковых структур». Директор ФИАНа академик Геннадий Месяц сообщил на заседании ученого совета, что «в бюджете на 2009–2010 годы выделено 30 миллионов долларов на этот проект. В течение полутора лет мы можем создать лабораторию с самым современным оборудованием».

Надо сказать, что инициатива создания центра принадлежит академику Виталию Гинзбургу. В 2006 году он сформулировал свое предложение в письме к президенту России. Как образно выразился один из выступавших на ученом совете, «мы успешно продали имя Виталия Лазаревича Гинзбурга. Гинзбург – это бренд, который помог все это продвинуть». Кажется, и сам нобелевский лауреат прекрасно понимает, что в решении вопроса помог его статус. Впрочем, высокотемпературная сверхпроводимость стоит таких усилий.

Академику Виталию Гинзбургу пришлось включить весь свой нобелевский авторитет, чтобы реализовать идею исследовательского центра по высокотемпературной сверхпроводимости. Фото Натальи Преображенской (НГ-фото)

На 1 января 2006 года рекорд критической температуры при нормальном давлении составляет 138 К, при давлении до 400 килобар – 166 К (107 градусов Цельсия ниже нуля). «Теоретически мы посчитали, что возможен высокотемпературный сверхпроводник и с температурой 600 К. Но┘ при давлении 20 Мегабар – как на Юпитере! (2x107 атм.)– подчеркнул член-корреспондент РАН Евгений Максимов. – Так что проблемы с ВТСП нужно начать и закончить».

Действительно, в новой лаборатории высокотемпературной сверхпроводимости и теоретикам, и экспериментаторам будет что поисследовать. «Программа лаборатории – на современном уровне изучать высокотемпературную сверхпроводимость и попытаться достигнуть комнатных температур – так сформулировал задачи новой структуры ФИАНа академик Виталий Гинзбург. – Это – типичная работа в области фундаментальной физики. Это ясная, в смысле постановки задачи, проблема. Но обещать мы ничего не можем. Мы не жулики».

Пафос этого заявления академика Гинзбурга понятен: до сих пор неясен механизм ВТСП. Однако коллега Гинзбурга академик Юрий Копаев считает, что «в ближайшее время с разгадкой механизма ВТСП будет покончено. Новая экспериментальная техника – например, сканирующая туннельная микроскопия – позволяет наблюдать все эти эффекты».

Пожалуй, это ключевое условие – новая, самая современная экспериментальная техника. По словам Геннадия Месяца, 245 млн. рублей уже в 2009 году будут выделены на реконструкцию экспериментального корпуса – несколько тысяч квадратных метров, – в котором и разместится Центр исследования высокотемпературной сверхпроводимости и наноструктур. Уже объявлен конкурс на проект его реконструкции.

Однако не менее важной проблемой может оказаться кадровая. Оказалось, что даже в ФИАНе найти исследователей необходимой квалификации не так-то просто. Поэтому уже имеется договоренность с зарубежными лабораториями на обучение наших специалистов. Кроме того, в Физическом институте рассчитывают на возвращение некоторых наших ученых, сейчас работающих за рубежом. И третий источник кадров – приглашение зарубежных ученых в Центр исследования высокотемпературной сверхпроводимости и наноструктур поработать, а заодно и поделиться опытом.

Остается надеяться, что эта стратегия сработает и прав окажется один из выступавших, предложивший дирекции ФИАНа планировать в конце 2011 года визит президента России на открытие центра.