Техника - молодёжи 1975-03, страница 17

картина на Юпитере, только она к тому времени уже была обнаружена в земных условиях. Еще в 1911 году голландский фи?ик Г. Камерлинг-Оннес установил, что при охлаждении ртути ниже 4" К ее электрическое сопротивление исчезало вовсе. Оно скачком возникало вновь при повышении температуры сверх некоего критического значения. Феномен, который назвали сверхпроводимостью, вызвал повышенный интерес практиков. Еще бы1 Окажись такие материалы в распоряжении энергетики, почти всюду они заменили бы собой обычные проводники. Линии электропередачи доставляли бы без потерь энергию в громадных количествах, на сверхдальние расстояния. Удалось бы заметно повысить к.п.д. мощных энергоемких

устройств — электромагнитов, трансформаторов, электромашин, избежать многих трудностей, связанных с перегревом, расплавлением, разрушением деталей.

Все это, однако, оставалось не более чем красивыми мечтами. Нет, в самом явлении сомневаться не приходилось. Да и сверхпроводников обнаружили немало. В периодической сигтеме ими оказались 28 элементов Но увы, самая высокая критическая температура, принадлежащая ниобию, не превышала 10° К. Возможности сверхпроводимости резко ограничивали дороговизна и сложность установок, поддерживающих сверхнизкие температуры. Нечего было и дума— , чтобы выйти за пределы лабораторий. Тогда ученые обратились к сплавам. И не зря: составив сплав молибдена с технецием, удалось продвинуться до 14" К. Дальнеии-еь наступление на критические тем1,ерьтуоы связали с изучением икгерметаллических соединений. И вот результат: член-корреспондент АН СССР Н. Алексеев-ский и академик Н. Агеев получили соединение ниобия, алюминия и германия с критической температурой 21° К. Среди нескольких сот сьерхпроводящих веществ, известных сегодня это абсолютный рекорд.

И все же практические поиски позволили установить: с ростом критической температуры число сверхпроводников резко убывает. Кое кто даже безнадежно предсказывал: вырваться из плена сверхнизких температур не удастся, где-то около 25° К лежит наивысшая критическая температура.

После экспериментального открытия сверхпроводимости физики-теоретики долго пытались постичь суть непонятного явления. И только спустя полвека, в 1957 году, появилась первая серьезная теория сверхпроводимости. За ней последовали другие. Они несли в себе много необычного. Что вы скажете например, если узнаете, что электроны сверх

проводника вопреки известному закону Кулона, предписывающему всем одноименно заряженным частиц! м взаимно отталкиваться, по воле авторов теории, наоборот, притягиваются, объединяются в пары? А как вам понравится, что сверхпроводниками могут оказаться не только металлы, сплавы, но и... органические вещества, например красители?

И наконец, один из самых впечатляющих выводов теории. Металлический водород в силу своих исключительных особенностей — в узлах кристаллической решетки ра-поло-жены легкие протоны — можег обладав сверхпроводимостью при сравнительно рмсоких, вполне приемлемых для практических целей температурах порядка 220° К или минус 53° С. И еще: возможно, процесс перевода вещества из молекулярной фазы в атомарную необратим. При снятии в нешне-о давления водород, быть может, еще долгое время не потеряет свойств сверхпроводника.

Теперь как нико^гда стало ясно: чтобы обладать материалом, проявляющим в обычных угловиях поистине фантастические свойства, нужно одно: освоить на практике область давлений порядка нескольких миллионов атмосфер. И хотя величины эти по нашим человеческим масштабам грандиозны, сравнимы разве что с давлениями в центре Земли (там около 3 млн. атм), перед исследователями открылась дорога, ведущая к заветной цели. Но дорога эта с самого начала оказалась далеко не такой уж прямой и гладкой.

О том, что давление наряду с температурой сильно влияет на свойства вещества, человечество узнало задолго до Бой л я, Мари-отта и Гей-Люссака. Еще не успев расстаться с каменным топором, наш доисторический предок познакомился с плавкой, ковкой, чеканкой, закалкой. Однако, согласитесь, тем

пературные эксперименты гораздо доступнее. Огонь повсюду сопровождал человека — тлел у домаш него очага, трещал на острие факела, пылал во время лесных пожарищ. А как, скажите, можно было подступиться к неведомому миру давлений? Много понадобилось веков, прежде чем человек построил надежный насос, пресс, герметический сосуд.

Вначале ученых, теоретиков и практиков, привлекали в основном газы. Это и понятно давления, приводящие к заметным изменениям в газах, сравнительно невелики. А как ведут себя под давлением жидкости, твердые тела? Вопросы далеко не праздные. Попробуйте задать их сегодня своим знакомым. Вам наверняка ответят, что уже жидкости, например вода, практически несжимаемы.

Еще в тридцатых годах прошлого века физики Е. Паррот и Э. Ленц, работая в Петербурге, сумели приложить к стеклу 200 атм. И что бы вы думали — оно растрескалось? Раскрошилось? Стерлось в порошок/

Ничуть не бывало! Сохранив первозданную чистоту и прозрачность, оно лишь слегка уменьшилось в объеме. В начале XX века известный ученый Т. Ксрман поставил подобные опыты с мрамором, известняком. И вот неожиданность: если давление прикладывали равномерно, со всех сторон, эти, казалось бы, хрупкие, капризные материалы становились податливыми и пластичными. В ту пору удалось достичь рубежь в 3 тыс. атм. А на протяжении следующего полувека выдающийся американский ученый П. Бриджмен, работая с давлением до 30 тыс. атм. скрупулезно исспедовал стали, сплавы, другие материалы. Равномерно сжимая со всех сторон испытуемый образец с помощью жидкости, Бриджмен открыл и изучил благотворное влия 1ие, оказываемое повышенными давлениями на механические свойства материалов.

Схемы двух процессе прессования: с л е в а — классического, cnpaia — • идрос гат, ческого, позволяющего получить дав^пения в Д| сятни ты с !•■ атмосфер.

15