Генрих Бурмин - Штурм абсолютного нуля

Ахиллесовой пятой сверхпроводников была необходимость охлаждать их до немыслимо низких температур с помощью жидкого гелия.

Создав сверхпроводники, способные «жить» в жидком азоте, ученые преодолели эту «оплошность» природы.

Применение керамических высокотемпературных сверхпроводников в технике сильных токов пока ограничено из‑за сравнительно небольшой плотности критического тока и недостаточно отработанной технологии изготовления из них проводов и кабелей.

Но для использования сверхпроводников, охлаждаемых жидким азотом, в приборах на слабосвязанных сверхпроводниках и в вычислительной технике практически никаких ограничений нет. Технология изготовления сверхпроводящих керамических пленок освоена достаточно хорошо.

Созданы опытные образцы сквидов и других приборов, основанных на эффекте Джозефсона, охлаждаемых уже жидким азотом. Примечательно, что жидкий азот в них выполняет двойную функцию: охлаждает проводник до состояния сверхпроводимости и снижает уровень шумов.

Известно, что все основные элементы и узлы суперкомпьютеров нового поколения на слабосвязанных сверхпроводниках уже разработаны. Единственное серьезное препятствие для внедрения — непомерно высокая цена и технические трудности, связанные с необходимостью охлаждения жидким гелием. Те же самые элементы и узлы при замене ниобия иттрий — бариевой или висмутовой керамикой смогут успешно действовать в жидком азоте.

Американские ученые установили, что по сверхпроводящей линии связи, на основе пленок из иттрий — бариевой керамики, информация может передаваться со скоростью тысяча миллиардов бит в секунду. Это значит, что быстродействие ЭВМ повысится в тысячи раз.

По прогнозам специалистов, промышленное изготовление силовых сверхпроводящих проводов и кабелей, охлаждаемых жидким азотом для использования в электротехнике и мощных сверхпроводящих устройствах, удастся освоить уже в ближайшее время.

Тогда «летящие» железнодорожные составы и океанские лайнеры, а также многие другие устройства, связанные с использованием сверхпроводимости, станут обыденным явлением. Всего один час понадобится, например, для поездки на магнито- плане из Москвы в Ленинград, то есть такое же время, которое мы сейчас затрачиваем только для того, чтобы добраться до аэродрома.

Теоретически магнитоплан, помещенный в вакуумированный трубопровод, может развить скорость, сопоставимую с космической… Эта идея легла в основу разрабатываемого в США проекта «Планетран». Предлагается соединить подобным вакуумированным тоннелем оба американских побережья. Разработчики надеются, что поезда смогут развивать скорость до шести километров в секунду. Расстояние от Атлантики до Тихого океана, длиной в несколько тысяч километров, «космический» поезд пролетит за считанные минуты.

И если могут лететь железнодорожные составы, то почему не полететь самому человеку, подобно птице? Об этом люди мечтали еще во времена глубокой древности.

Вообразите гору, покрытую сверхпроводящей пленкой. Вы встаете на лыжи, по внешнему виду напоминающие обычные, но изготовленные из специального магнитного сплава.

Подъемник доставляет вас к исходному пункту сверхпроводящей горнолыжной трассы. Оттолкнувшись палками, вы отрываетесь от земли и с захватывающей дух скоростью летите над склоном горы, словно у вас за спиной выросли крылья.

Такой проект уже сегодня технически вполне осуществим, но требует слишком больших затрат.

Однако когда будет освоена сверхпроводимость при комнатной температуре, станут реальными самые дерзновенные проекты.

Гигантские термоядерные реакторы со сверхпроводящими магнитами смогут вырабатывать электрическую энергию из морской воды, и эта энергия будет передаваться по подземным сверхпроводящим электрическим кабелям в самые отдаленные местности без потерь. Избыток дешевой энергии породит изобилие материальных благ, производимых на полностью автоматизированных фабриках и заводах, оснащенных сверхпроводящими гибкими производственными системами.

Сверхпроводящие суперкомпьютеры новейшего поколения, обладающие феноменальным быстродействием, практически неограниченной памятью, способные выполнять интеллектуальные функции, помогут ученым и инженерам решать в кратчайшие сроки сложнейшие научно — технические задачи.

Очистительные установки со сверхпроводящими магнитами образуют непреодолимые барьеры вредным веществам промышленных стоков. Высокоскоростные бесшумные сверхпроводящие электробусы и электромобили заменят автомашины с бензиновыми двигателями, засоряющие атмосферу выхлопными газами. Воздух и вода планеты обретут первозданную чистоту.

Магнитные сверхпроводящие экраны защитят жителей обитаемых спутников Земли от мощных всплесков потоков заряженных частиц из космоса.

Сверхпроводимость явится одной из важнейших основ техники грядущего общества.

И уже сегодня в замечательных сверхпроводящих устройствах, о которых рассказано в книге, угадываются контуры научно — технической революции новой эры цивилизации.

1 атмосфера = 101,3 килопаскалей.

Сосуды Дьюара используются и для хранения веществ при температуре более высокой, чем окружающая среда. Так, распространенные в быту термосы представляют собой стеклянные сосуды Дьюара, заключенные в металлическую или пластмассовую оболочку.

Изотермой принято называть кривую, изображающую зависимость давления газа от его объема при постоянной температуре.

Пуаз — единица измерения динамического коэффициента вязкости (коэффициента внутреннего трения). Вязкость воды при 20 °C равна одной сотой пуаза.

Бессараб М. Страницы жизни Ландау. Изд — во «Московский рабочий», М., 1971.

1 гаусс= 0,0001 тесла.