В России создается крупнейший центр по исследованию высокотемпературной сверхпроводимости
Фактически уже совсем скоро, через два года – в 2011 году, физики во всем мире, да и не только физики, надо полагать, будут отмечать 100-летие открытия одного из самых необычных, завораживающих и до сих пор одного из самых загадочных физических эффектов – сверхпроводимости. Именно в 1911 году голландский физик Хайке Камерлинг-Оннес из Университета города Лейдена, почти случайно установил, что при температуре ниже температуры жидкого гелия – 4,15 градуса Кельвина, что эквивалентно минус 269 градусам Цельсия, – электрическое сопротивление ртути практически мгновенно исчезало. До 1923 года голландцы владели «эксклюзивными» правами на это открытие – только в Лейденской лаборатории, больше нигде в мире, не умели получать жидкий гелий. В СССР жидкий гелий впервые был получен в 1932 году талантливейшим физиком Львом Шубниковым.
И вот у российских ученых появился реальный шанс встретить этот юбилей, что называется, во всеоружии. На базе Физического института имени П.Н.Лебедева РАН (ФИАН) как раз к концу 2011 года будет создан Центр исследования высокотемпературной сверхпроводимости и наноструктур. Заметьте – высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Дело в том, что практически сразу же после открытия сверхпроводимости физики стали искать материалы и условия, чтобы повысить температуру наступления эффекта сверхпроводимости. Идеально, если бы удалось найти такие материалы, которые переходят в состояние сверхпроводимости при комнатной температуре.
«Никаких принципиальных возражений против ВТСП нет, – заявил, обращаясь к членам ученого совета нобелевский лауреат, сотрудник ФИАНа с 1940 года Виталий Гинзбург. Сам он из-за болезни не смог присутствовать, но прислал аудиообращение. – Температура кипения жидкого азота составляет 77,4 градуса Кельвина; все материалы, которые обладают сверхпроводимостью при температурах выше этой, – высокотемпературные сверхпроводники».
Создающийся центр станет крупнейшей в стране научной организацией (лабораторией), занимающейся исследованиями в этой области физики конденсированных сред. Все формальные вопросы вроде бы уже решены, все необходимые бумаги для начала создания центра подписаны… Именно этому вопросу было посвящено ноябрьское заседание ученого совета ФИАНа – «Перспективы развития исследований в области сверхпроводников и сверхпроводниковых структур». Директор ФИАНа академик Геннадий Месяц сообщил на заседании ученого совета, что «в бюджете на 2009–2010 годы выделено 30 миллионов долларов на этот проект. В течение полутора лет мы можем создать лабораторию с самым современным оборудованием».
Надо сказать, что инициатива создания центра принадлежит академику Виталию Гинзбургу. В 2006 году он сформулировал свое предложение в письме к президенту России. Как образно выразился один из выступавших на ученом совете, «мы успешно продали имя Виталия Лазаревича Гинзбурга. Гинзбург – это бренд, который помог все это продвинуть». Кажется, и сам нобелевский лауреат прекрасно понимает, что в решении вопроса помог его статус. Впрочем, высокотемпературная сверхпроводимость стоит таких усилий.
На 1 января 2006 года рекорд критической температуры при нормальном давлении составляет 138 К, при давлении до 400 килобар – 166 К (107 градусов Цельсия ниже нуля). «Теоретически мы посчитали, что возможен высокотемпературный сверхпроводник и с температурой 600 К. Но… при давлении 20 Мегабар – как на Юпитере! (2x107 атм.)– подчеркнул член-корреспондент РАН Евгений Максимов. – Так что проблемы с ВТСП нужно начать и закончить».
Действительно, в новой лаборатории высокотемпературной сверхпроводимости и теоретикам, и экспериментаторам будет что поисследовать. «Программа лаборатории – на современном уровне изучать высокотемпературную сверхпроводимость и попытаться достигнуть комнатных температур – так сформулировал задачи новой структуры ФИАНа академик Виталий Гинзбург. – Это – типичная работа в области фундаментальной физики. Это ясная, в смысле постановки задачи, проблема. Но обещать мы ничего не можем. Мы не жулики».
Пафос этого заявления академика Гинзбурга понятен: до сих пор неясен механизм ВТСП. Однако коллега Гинзбурга академик Юрий Копаев считает, что «в ближайшее время с разгадкой механизма ВТСП будет покончено. Новая экспериментальная техника – например, сканирующая туннельная микроскопия – позволяет наблюдать все эти эффекты».
Пожалуй, это ключевое условие – новая, самая современная экспериментальная техника. По словам Геннадия Месяца, 245 млн. рублей уже в 2009 году будут выделены на реконструкцию экспериментального корпуса – несколько тысяч квадратных метров, – в котором и разместится Центр исследования высокотемпературной сверхпроводимости и наноструктур. Уже объявлен конкурс на проект его реконструкции.
Однако не менее важной проблемой может оказаться кадровая. Оказалось, что даже в ФИАНе найти исследователей необходимой квалификации не так-то просто. Поэтому уже имеется договоренность с зарубежными лабораториями на обучение наших специалистов. Кроме того, в Физическом институте рассчитывают на возвращение некоторых наших ученых, сейчас работающих за рубежом. И третий источник кадров – приглашение зарубежных ученых в Центр исследования высокотемпературной сверхпроводимости и наноструктур поработать, а заодно и поделиться опытом.
Остается надеяться, что эта стратегия сработает и прав окажется один из выступавших, предложивший дирекции ФИАНа планировать в конце 2011 года визит президента России на открытие центра.