Перовскит

 


 Изучение обстоятельств случайных научных открытий, благодаря которым осуществляется прорыв в той или иной области науки и техники, наводит на мысль, что необязательно быть семи пядей во лбу,  чтобы заслужить право тратить проценты с капитала, оставленного Альфредом Нобелем (1833-1896).

 Известному российскому государственному деятелю, страстному коллекционеру минералов, графу Л.А. Перовскому(1792-1856), в честь которого был назван обнаруженный  на Урале   минерал( перовскит),  было за сорок, когда родился будущий изобретатель  динамита  и Нобелевских премий.

 И если душа графа продолжает следить за событиями, то можно представить ее воодушевление, когда в  Нобелевской лекции по физике за 1987 год, перовскит оказался среди ключевых слов.

 С какого-то момента,  химики, кристаллографы и специалисты по физике твердого тела начали проявлять интерес к металлоксидным  керамикам, тем более,что получать их  в физических и химических лабораториях не представляло особого труда.

 Структура этих керамик была аналогична  структуре перовскита, а интерес к ним подогревался, с одной стороны, из-за   практически пригодных свойств этих материалов и сильной зависимости этих свойств от   примесного металла, его процентного содержания, а также  режима получения керамики.

 В 1979 году, в одном из номеров советского ”Журнала неорганической химии”, группа  авторов из академического Института общей и неорганической химиии им. Н.С. Курнакова  опубликовала статью о том, как они получают упомянутые керамики, используя в качестве примесей редкоземельные элементы, и какими практически интересными свойствами эти керамики обладают.

 Было отмечено, что металлоксидная керамика La2CuO4 проявляет электрическую проводимость в некотором ничего не говорящем интервале температур. Авторы и не подозревали, насколько близко они подошли к Нобелевской премии.

 Спустя ряд лет, в 1986 году, сотрудник швейцарского отделения фирмы IBM,  Георг Беднорц, который тоже экспериментировал в упомянутой области, независимо проявил  интерес к отмеченной выше конкретной химической системе.   При выявлении ее  свойств, что-то подтолкнуло Беднорца проверить керамику на сверхпроводимость, тем более, что все необходимое было под рукой.  Когда образец охладился до 11 град. по Кельвину(-262 град. по Цельсию) прибор показал резкое падение сопротивления.  Беднорц не поверил своим глазам и сообщил об увиденном  своему шефу,Карлу Мюллеру.

 Уже вместе,  они убедились, что результат воспроизводим. Варьируя примесные металлы и режим  получения системы, Беднорц и Мюллер, сумели передвинуть точку начала резкого падения сопротивления до 35 град. по Кельвину, что далеко перекрывало известный тогда температурный рекорд  для перехода в сверхпроводящее состояние нормального металлического сплава(23 град. по Кельвину).

 Проверка на наличие так называемого Мейснер-эффекта, идентифицирующего сверхпроводник, убедило Беднорца и Мюллера  казалось бы в невозможном -  непроводящий керамический материал при охлаждении до сверхпроводящих гелиевых температур скачком превращался в  высокотемпературный  устойчивый сверхпроводник.

 Попытки для себя объяснить механизм высокотемпературной сверхпроводимости керамического материала со структурой  перовскита были неудачны. Это обстоятельство вынудило наших героев в деталях обдумать свои дальнейшие шаги.

 Сообщение, с весьма осторожным названием  “О возможной высокотемпературной сверхпроводимости в системе Ba-La-Cu-O”, они направили в известный европейский физический журнал, где в редакционной коллегии был свой человек, согласившийся помочь опубликовать сообщение без проволочек;  коллеге, японцу, дали понять, что было бы неплохо, если бы он подсказал японскими специалистами  обратить внимание на публикацию.

 Ни в Европе, ни в Америке, ни в Советском Союзе не нашлось соответствующего специалиста, который, прочтя публикацию, отложил бы свои дела и занялся ее подтверждением или опровержением.

  И только, когда из Токио  пришло  известие, что указанная  Беднорцем и Мюллером система действительно является высокотемпературным сверхпроводником, коллеги последних по всему миру, прежде не обращавшие никакого внимания на их работу, вдруг стали весьма проворными.

 Прорыв в проблеме указал  пути поиска все более высокотемпературных   устойчивых сверхпроводников. Ажиотаж, охвативший мировое научное сообщество,не имел прецедента в истории физики. Его сравнили  с  Вудстоком - первым американским  рок-фестивалем в 1969 году, собравшим рекордное количество возбужденной публики.

 Специалисты поняли, что температуру, достигнутую Беднорцем и Мюллером, можно поднять, если найти подходящий примесной редкоземельный металл.  В сжатые сроки этот металл были найден - итрий;  соответствующая непроводящая керамика, со структурой перовскита, переходила в сверхпроводящее состояние уже при температуре дешевого жидкого азота(около 77 градусов по Кельвину, или -196 град. по Цельсию). 

 На некоторое время возродилась надежда  получить керамику, которая становилась бы устойчивым сверхпроводником при комнатных температурах.

  На этот раз Нобелевский комитет последовал букве завещания Нобеля, где сказано, что премию следует выдавать тем, “кто в течение предшествуюшего года принес наибольшую пользу человечеству”.

 В 1987 году  Беднорцу и Мюллеру была присуждена  Нобелевская премия по физике за "важный прорыв..., выразившийся в открытии сверхпроводимости в керамических материалах".

 По-слухам, когда “радостная весть” достигла советских авторов, они бросились в лабораторию к своим запылившимся образцам и  проверили их на сверхпроводимость. Оказалось, что образцы сохранили верность изготовителям - как были, так и остались первыми керамическими  высокотемпературными сверхпроводниками.