Обнаружены новые качества сверхпроводимости у гидридов урана

Новые открытия сделали учёные химики в области высокотемпературной сверхпроводимости соединений урана с водородом. Такое заявление сделал на своих страницах научный журнал Sciense Advances.

К этому событию имеют прямое отношение наши соотечественники, работавшие над этим проектом в составе группы ученых из различных стран: Германии, Китая, России и Соединенных Штатов Америки. Возглавляли этот коллектив российские деятели науки Артём Органов и Иван Круглов, трудящиеся в институте автоматики имени Николая Леонидовича Духова. Коллектив работал в направлении выявления новых свойств радиоактивного вещества урана.
Открытие основывается на том, что в ходе экспериментов и компьютерного моделирования ученые обнаружили новую способность урана: в соединении с водородом, образовывая кристаллические гидриды, он приобретает способность к высокотемпературной сверхпроводимости при относительно низких давлениях.

Что было выявлено в ходе экспериментов

Ввиду высокой степени риска и опасности работы с радиоактивным веществом, ученые сначала провели компьютерное моделирование и с помощью вычислений спрогнозировали кристаллическую структуру гидрида урана. Практическое продолжение эксперимента полностью подтвердило компьютерные прогнозы.

Ранее ученым было известно, что уран способен образовывать устойчивые соединения с водородом в условиях нормального атмосферного давления. Таким соединением является UH3.

Ещё было подмечено, что в условиях комнатной температуры отдельные молекулы урана тоже способны образовывать гидриды с другим количеством атомов водорода. Но о том, что атомы урана могут в соединениях с водородом под умеренным давлением организовываться в стойкую кристаллическую решётку, до этого момента никто не подозревал.

Давно проводились опыты и было известно о сверхпроводящих свойствах других неметаллов, проявляющихся при высоких температурах замерзания. К ним относятся H3S (сероводород), свойства сверхпроводимости которого проявляются при температуре -70 градусов по Цельсию.

Позже были открыты такие же свойства у LaH10 (гидрид лантана) при температуре намного выше, -13 градусов по Цельсию. Но для достижения таких результатов требовались специфические условия и очень большое давление, до 2 млн атмосфер.

Благодаря компьютерным предсказаниям, практика показала, что соединения урана с водородом способны обладать высокотемпературной сверхпроводимостью и при относительно низком давлении. На сегодняшний день при проведении опытов с различным давлением и температурой такие свойства проводимости подтвердились уже в 13 соединениях гидрида урана.