Японским и российским ученым впервые удалось раскрыть точную кристаллическую структуру необычных сверхпроводников из сероводорода, способных работать при рекордно высокой температуре в минус 70 градусов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

В августе 2015 года в журнале Nature появилась необычная научная статья, опубликованная российскими и немецкими учеными под руководством Михаила Еремеца и Александра Дроздова, работающих сегодня в Институте химии в Майнце (Германия). Они изучали то, как меняются проводящие свойства различных веществ при сверхвысоких давлениях, превышающих атмосферное в сотни тысяч и миллионы раз.

Экспериментируя с сероводородом, основным «виновником» специфического запаха у протухших яиц, ученые обнаружили, что он превращается  в сверхпроводник. Последующие эксперименты позволили российско-германским физикам добиться того, что данное вещество оставалось сверхпроводящим даже при очень высоких температурах – в 70 градусов Цельсия ниже нуля. Подобная отметка достижима на Земле «природными» способами.

В своей новой статье Еремец и Дроздов, совместно с физиками из Японии, тоже работающими над созданием «тухлых» сверхпроводников, раскрыли важнейшее их свойство – то, как устроена кристаллическая решетка данного материала.

Так как сверхпроводящий сероводород находится под большим давлением, изучить его было крайне сложно при помощи конвенциональных методов кристаллографии – для того, чтобы заглянуть внутрь его кристаллов, физикам пришлось обратиться за помощью к другим ученым, работающим с источником синхротронного излучения SPring-8 в префектуре Хиого, одного из мощнейших рентгеновских излучателей в мире.

Используя один из самых «тонких» рентгеновских лучей, которые может производить этот синхротронный излучатель, Еремец и его коллеги «просветили» им сжатый сероводород, находящийся внутри алмазной наковальни, и обнаружили, что в сверхпроводящем состоянии он превратился из дисульфида в трисульдфид водорода. Иными словами, на каждый атом серы в его кристаллах приходится не два, а три атома водорода.

Трисульфид водорода, как показали дальнейшие опыты, может быть организован в кристаллы сразу двух типов, один из которых обладает кубической кристаллической решеткой, а другой – гексагональной. Подобные результаты, по словам ученых, объясняют странности в структуре «тухлых сверхпроводников», на которые намекали расчеты Еремеца и Дроздова и на что указывали результаты практических опытов с этим веществом.

Раскрытие кристаллической структуры сверхпроводящего сероводорода, как надеются ученые, поможет им осознанно искать пути по улучшению его свойств и понижению давления, при котором сероводород остается сверхпроводником — сейчас оно превышает миллион атмосфер, и повышению температуры его работы.