Ученые предсказали и экспериментально обнаружили новые гидриды урана, а также предсказали для некоторых из них сверхпроводимость. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Явление сверхпроводимости заключается в том, что при понижении температуры в некоторых материалах полностью исчезает электрическое сопротивление, и из него при этом вытесняется магнитное поле. Изначально сверхпроводимость нашли только в некоторых простых металлах, таких как алюминий и ртуть, при температурах всего на несколько градусов выше абсолютного нуля (–273 °C). Однако гораздо больший интерес у ученых вызывают так называемые высокотемпературные сверхпроводники. Самая высокая на данный момент температура, при которой стабильно достигается сверхпроводимость, — –183 °C, а рекорд высокотемпературной сверхпроводимости составляет –70 °C. Для экзотического гидрида серы (H3S), но для этого нужно давление в 1,5 миллиона атмосфер. Группа теоретиков под руководством профессора Сколтеха и МФТИ Артема Оганова предсказала, что при гораздо более низких давлениях, начиная с 50 тысяч атмосфер, возникают 14 новых гидридов урана (до сих пор известен был только один, UH3), в том числе богатых водородом (например, UH7, UH8), для которых ученые также предсказали сверхпроводимость. Cогласно расчетам, самым высокотемпературным сверхпроводником оказался UH7, он будет проявлять это свойство при –219 °C. Это значение можно увеличить легированием материала.
«В полученных нами результатах наиболее примечательны два момента, — рассказывает Артем Оганов. — Во-первых, невероятно богатая химия гидридов урана под давлением, большая часть которых не вписывается в правила классической химии. А во-вторых, возможность их получения и сверхпроводимость при совсем небольших давлениях, возможно, вплоть до атмосферного».