8 апреля 1911 года Камерлинг-Оннес написал в лабораторном журнале: «Сопротивление ртути практически нулевое». Спустя 50 лет научное сообщество согласилось, что слово «практически» - однозначно лишнее
Нужно отметить, что период конца XIX века – это время, когда учёные активно занимались изучением сверхнизких температур. В 1877 году до жидкого состояния охладили кислород, в 1883 – провели сжижение азота, а в 1898 – получили жидкий водород. Работа с охлаждением и сжижением тогда была актуальна, а ученые проводили много экспериментов с температурами и физическими состояниями элементов.
Хейке Камерлинг-Оннес – физик и химик из Голландии. В 1893 году, когда ученому было 40 лет, он начал заниматься исследованием термодинамических свойств жидкостей и газов в широком диапазоне давлений и температур. Год спустя он основал Криогенную лабораторию и занялся совершенствованием криогенных экспериментальных методов, изучал металлы и жидкости при низких температурах. В 1906 году ученый построил усовершенствованную машину для сжижения водорода, и уже в 1908 году ему удалось сжижить гелий. Гелий ему удалось охладить до температуры в 1 Кельвин – это была рекордно низкая температура. С этого времени Камерлинг-Оннес использовал гелий для изучения свойств металлов.
Он также изучал зависимость электрического сопротивления металлов от температуры. Ученые того времени считали, что в теории, с падением температуры – сопротивление тоже должно падать. Теория обуславливалась тем, что уже было известно: при повышении температуры сопротивление росло. Они предполагали, что если сделать наоборот, то и эффект будет соответствующий. Хотя были и теории, что при сверхнизких температурах металл вовсе перестанет проводить электричество.
И вот в 1911 году Оннес экспериментировал, охлаждая жидким гелием ртуть. Ученый продолжал понижать температуру, измеряя при этом сопротивление проходимости тока ртути. Задачей было довести температуру охлаждения до самых возможных минимальных температур. Внезапно устройство, которое использовал ученый для определения сопротивления, перестало работать. Это произошло, когда температура охлаждения достигла 4,2 Кельвина, что примерно -270оС. Оннес заменял приборы, но они все продолжали показывать нулевое сопротивление.
Для ученого того времени это было так же неожиданно, как сейчас выяснить, что при сверхскорости можно попасть в прошлое. Хотя, не исключено, что и это станет когда-нибудь возможно. Тогда, 8 апреля 1911 года, Камерлинг-Оннес написал в лабораторном журнале: «Сопротивление ртути практически нулевое». Спустя 50 лет научное сообщество согласилось, что слово «практически» - однозначно лишнее, а приборы Оннеса – действительно показывали полное отсутствие сопротивления эклектического тока ртутной проволоки, охлажденной до 4,2 К.
Ученый назвал этот эффект «сверхпроводимость», а температуру, при которой материал превращается в сверхпроводник – «критической».
Сейчас сверхпроводники еще продолжают искать, как и критические температуры. Только в марте этого года в журнале Science Advance западные ученые рассказали об открытии аномальной проводимости уранового соединения. А месяцем ранее, российские ученые совместно с коллегами из Китая создали новое сверхпроводящее соединение, которое при наличии определенного давления остается сверхпроводником даже при комнатной температуре.
Сверхпроводники проводят ток практически без потерь. Они используются в медицине, в адронном коллайдере, в высокоскоростных поездах, для достижения левитации предметов и это только несколько примеров. Считается также, что высокотемпературная сверхпроводимость в недалеком будущем приведет к технической революции в радиоэлектронике.
Автор фото: Ries Bosch / Unsplash
