На пороге технологической революции в сверхпроводимости
Фото: scientificrussia.ru
Способность материалов проводить электричество без потерь открывает революционные перспективы для энергосистем и электроники будущего. Сверхпроводящие магниты – сердце современных томографов и ускорителей частиц, подобных знаменитому Большому адронному коллайдеру. Однако повсеместному применению мешает необходимость создания либо экстремально низких температур, либо колоссального давления, что ограничивает практическое использование.
В поисках "комнатного" сверхпроводника
Теоретически металлический водород обещает сверхпроводимость почти при комнатной температуре, но требует давления за гранью возможностей современной техники. Альтернативой ученые видят гидриды – соединения водорода с металлами. Они станут сверхпроводниками при более доступных условиях. Действующий рекорд принадлежит гидриду лантана LaH10 (рекорд -23°C), доказывая перспективность этого пути.
Новый закон природы от российских ученых
Исследователи Сколтеха и МФТИ при поддержке Российского научного фонда (РНФ) выявили фундаментальную закономерность. Положение металла в Периодической таблице напрямую определяет его потенциал к формированию высокотемпературных сверхпроводящих гидридов! Команда создала уникальную цифровую платформу, рассчитывающую максимальную критическую температуру сверхпроводимости (maxTC) гидридов, опираясь исключительно на электронную структуру атомов металла в их составе.
Нейросети и алгоритм USPEX усиливают открытие
Ученые не ограничились качественным правилом. Они обучили нейронную сеть для прогнозирования maxTC соединений, по которым данные отсутствуют. Для проверки спорных результатов применялся эволюционный алгоритм USPEX, созданный профессором Артемом Огановым. Систематический поиск стабильных гидридов для элементов-«нарушителей» не только подтвердил правило, но и подарил несколько новых соединений.
Верификация и новые рекордсмены
"Мы целенаправленно искали стабильные гидриды элементов, данных по которым не хватало. Результат превзошел ожидания – мы не только доказали универсальность открытой закономерности, но и синтезировали перспективные гидриды магния, стронция, бария, цезия и рубидия", — подчеркивает соавтор проекта, старший научный сотрудник Сколтеха и МФТИ Александр Квашнин. Особое значение имеют данные по гексагидриду стронция SrH6 (maxTC -84°C) и теоретическому супергидриду бария BaH12 (maxTC -59°C), дающим надежду на новые рекорды.
Дорога к комнатной температуре открыта
Имея мощное правило и нейросетевые инструменты, команда фокусируется на поиске тройных супергидридов — более сложных комбинаций из двух металлов и водорода. "Наши алгоритмы уже предсказали несколько соединений, потенциально превосходящих рекордный LaH10. Мы уверенно движемся к сверхпроводникам, работающим в повседневных условиях", — делится оптимизмом аспирант Сколтеха Дмитрий Семенок. Открытие команды кардинально ускоряет поиск эффективных сверхпроводящих материалов будущего.
