Решена загадка сверхпроводников
Физики сумели объяснить так называемый «термоэлектрический парадокс» в сверхпроводниках, остававшийся нерешенным более сорока лет. Физики из Лаборатории криогенной наноэлектроники Нижегородского государственного технического университета (НГТУ) им. Р.Е. Алексеева совместно со своими британскими коллегами разработали теорию термоэлектрических явлений в сверхпроводниках и подтвердили ее, проведя сверхточные эксперименты. Тем самым им удалось разрешить так называемый «термоэлектрический парадокс», который не поддавался объяснению на протяжении последних 40 лет. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances. (А) биметаллическая сверхпроводящая петля, (В) Добавлена петля для измерения магнитного поля. (С, D, E) Искусственно окрашенные фотографии установки, сделанные с помощью сканирующего электронного микроскопа. В сверхпроводниках первоначально отрицалось само существование термоэлектрических эффектов, поскольку из-за отсутствия электрического сопротивления в них не могла возникнуть разность потенциалов. Однако в 1944 году академик В. Л. Гинзбург показал, что термоэлектрический ток все же может возникать в неоднородных сверхпроводниках. Обнаружить его можно по создаваемому магнитному полю. Команда физиков под руководством профессора Виктора Петрашова, работавшая в колледже Ройял-Холлоуэй Лондонского университета, сумела разработать новую теорию термоэлектрического эффекта в сверхпроводниках, хорошо согласующуюся с экспериментом. Для экспериментальных исследований были изготовлены микроскопические сверхпроводящие биметаллические петли и сверхчувствительные магнитометры на основе современных достижений нанотехнологии. Авторам работы удалось устранить все маскирующие эффект явления. В частности, влияние магнитного поля Земли, из-за которого возникали проблемы в ранних экспериментах. Загадка, державшаяся сорок лет, – разгадана! Результаты исследования могут стать основой для разработки сверхчувствительных болометров, которые используются для анализа принимаемого излучения. По материалам колледжа Ройял-Холлоуэй Лондонского университета
Термоэлектрические явления возникают, если в различных частях электрической цепи будет разная температура. Например, в электрическом контуре, состоящем из двух проводников, находящихся при разной температуре, в месте их контакта возникнет разность электрических потенциалов (эффект Зеемана) и потечет ток. Эти явления можно использовать для преобразования теплоты в электричество или в измерительных приборах.