V godovshchinu otkrytiya sverkhtekuchesti nauchnyi sotrudnik Instituta teoreticheskoi fiziki (ITF) RAN Yakov Fominov rasskazal portalu N+1 o tom, kak eto bylo sdelano i kakovo znachenie etogo otkrytiya i otkrytiya "rodstvennogo" yavleniya sverkhprovodimosti.
Rovno 110 let nazad v niderlandskom gorode Leiden poyavilas’ samaya kholodnaya tochka na zemle. V tot den’, 10 iyulya 1908 goda, professor Leidenskogo universiteta Kheike Kamerling-Onnes vpervye poluchil nebol’shuyu portsiyu zhidkogo geliya, okhladiv ego do temperatury v chetyre kel’vina (minus 269 gradusov Tsel’siya). Eto dostizhenie pomoglo otkryt’ dva vazhneishikh dlya sovremennoi kvantovoi fiziki yavleniya — sverkhprovodimost’ i sverkhtekuchest’.
Strogo govorya, kak takovoe yavlenie sverkhtekuchesti otkryl vydayushchiisya rossiiskii fizik Petr Kapitsa v 1938 godu, za chto emu prisudili Nobelevskuyu premiyu po fizike 1978 goda. Proizoshlo eto pri dovol’no neobychnykh obstoyatel’stvakh.
Kapitsa, uchivshiisya v Peterburgskom politekhnicheskom institute, v 1921 godu po protektsii svoego uchitelya Abrama Ioffe uekhal v Kembridzh dlya stazhirovki v Kavendishskoi laboratorii pod rukovodstvom Ernesta Rezerforda. Tam Kapitsa stal zanimat’sya sverkhsil’nymi magnitnymi polyami, priobrel izvestnost’ i vskore sozdal sobstvennuyu laboratoriyu, nazvannuyu Mondovskoi.
V etoi laboratorii rossiiskii uchenyi razrabotal ustanovku po promyshlennomu szhizheniyu geliya — ona byla neobkhodima, chtoby issledovat’ sil’nye magnitnye polya. Po proizvoditel’nosti ustanovka v neskol’ko raz prevoskhodila vse sushchestvovavshie v to vremya analogi: vykhod zhidkogo geliya dostigal 18 litrov v chas.
Rukovodstvu SSSR ne nravilis’ aktivnye kontakty, kotorye Kapitsa ustanovil mezhdu angliiskimi i sovetskimi fizikami, i v 1934 godu, kogda fizik v ocherednoi raz priekhal na rodinu uvidet’sya s rodnymi, emu zapretili pokidat’ stranu. V kachestve kompensatsii v Moskve byl sozdan Institut fizicheskikh problem (IFP), a Kapitsu naznachili ego direktorom.
V otvet Kapitsa potreboval, chtoby v Moskvu privezli pribory, stoyavshie v Mondovskoi laboratorii. Sovetskoe rukovodstvo ne srazu, no vydelilo neobkhodimye sredstva, tak chto v kontse 1930-kh godov v IFP zarabotal sobstvennyi agregat po szhizheniyu gaza.
I uzhe v 1938 godu v zhurnale Nature vyshla stat’ya Petra Kapitsy, v kotoroi on opisal udivitel’nyi fenomen: esli gelii okhladit’ do tak nazyvaemoi kriticheskoi temperatury (v opytakh Kapitsy ona sostavlyala 2,17 kel’vina, ili minus 270,98 gradusov Tsel’siya pri davlenii 0,05 atmosfery), u nego polnost’yu propadaet trenie, ili, tochnee, vyazkost’.
Sverkhtekuchii zhidkii gelii "vzbiraetsya" po stenkam sosuda i stekaet vniz
V tom zhe nomere zhurnala vyshla stat’ya byvshikh kolleg Kapitsy iz Mondovskoi laboratorii, kotorye opisali analogichnyi eksperiment. Nesmotrya na voznikshie spory o prioritete, Nobelevskii komitet spustya 40 let prisudit premiyu za otkrytie sverkhtekuchesti imenno Kapitse.
Interesno, chto eshche v 1932 godu fazovyi perekhod geliya pri okhlazhdenii do kriticheskoi temperatury (ee takzhe nazyvayut lyambda-tochkoi, tak kak grafik zavisimosti udel’noi teploemkosti ot temperatury ochertaniyami napominaet grecheskuyu bukvu «lyambda») obnaruzhil niderlandskii fizik Villem Keezom. Odnako on ne stal detal’no issledovat’ novoe sostoyanie geliya, khotya i opisal anomal’nuyu tekuchest’, teploprovodnost’ i teploemkost’. Za eto otkrytie Keezoma neskol’ko raz vydvigali na Nobelevskuyu premiyu, odnako laureatom on tak i ne stal.
Sverkhtekuchest’
«Tochnaya formulirovka premii zvuchit tak: «za fundamental’nye izobreteniya i otkrytiya v oblasti fiziki nizkikh temperatur», odnako glavnym fundamental’nym otkrytiem Kapitsy, bezuslovno, byla sverkhtekuchest’», — poyasnyaet Yakov Fominov. — Delo ne v chuvstvitel’nosti priborov, a v tom, chto treniya net — sovsem net. Proiskhodit tak nazyvaemyi fazovyi perekhod, kogda veshchestvo perekhodit v drugoe sostoyanie i radikal’no menyaet svoistva. Esli pomestit’ takoi sverkhtekuchii gelii v sosud, to on budet podnimat’sya po stenkam, a potom spolzat’ po nim snaruzhi, poka sosud ne opusteet».
Teoreticheskoe ob’yasnenie strannomu povedeniyu geliya dal v 1941 godu eshche odin vydayushchiisya sovetskii fizik, na tot moment kollega Kapitsy po IFP Lev Landau. Glavnym obrazom imenno za etu rabotu on v 1962 godu udostoilsya Nobelevskoi premii — na 16 let ran’she Kapitsy.
Lev Landau i Petr Kapitsa. Foto s saita proekta "Muzei Rossii"
«Smysl ob’yasneniya Landau v tom, chto pri temperaturakh nizhe kriticheskoi gelii perekhodit v osoboe sostoyanie, kogda chastitsy zhivut ne po otdel’nosti, a edinym kollektivom, — rasskazyvaet Fominov. — Eto neobychnoe sostoyanie imeet kvantovuyu prirodu. Atomy geliya otnosyatsya k klassu bozonov — chastits, dlya kotorykh rabotaet statistika Boze — Einshteina. Eto oznachaet, chto neogranichennoe kolichestvo takikh chastits mogut nakhodit’sya v odinakovom kvantovom sostoyanii. Esli okhladit’ bozony do sverkhnizkikh temperatur, oni vse «provalivayutsya» na minimal’nyi energeticheskii uroven’».
V rezul’tate poluchaetsya kondensat atomov geliya, v kotorom vse oni neotlichimy drug ot druga: chastitsy nakhodyatsya na odnom energeticheskom urovne, i ikh skorost’ ravna nulyu — a drugikh otlichii mezhdu atomami net. Krome togo, vse chastitsy ochen’ tesno svyazany mezhdu soboi — eto oznachaet, chto izmenenie sostoyaniya odnoi tut zhe otrazhaetsya na sostoyanii ostal’nykh. V itoge nel’zya izmenit’ sostoyanie otdel’nogo atoma — tol’ko vsekh vmeste. To est’ boze-einshteinovskii kondensat vedet sebya kak gigantskaya kvazichastitsa, pozvolyaya nablyudat’ kvantovye effekty na makrourovne.
«Mozhno poluchit’ vedro geliya, okhladit’ ego, i on ves’ pereidet v sverkhtekuchee sostoyanie, kotoroe budet opisyvat’sya odnoi volnovoi funktsiei. Vse vedro», — govorit Fominov.
Sverkhtekuchim okhlazhdennyi gelii stanovitsya blagodarya eshche odnomu kvantovo-mekhanicheskomu svoistvu: energiya, kotoruyu chastitsa mozhet poluchit’ izvne ili otdat’, peredaetsya tol’ko «portsiyami», ravnymi zazoru mezhdu sosednimi energeticheskimi urovnyami. Pri nizkikh temperaturakh energiya stolknovenii mezhdu chastitsami okazyvaetsya men’she energii, neobkhodimoi, chtoby «podnyat’» chastitsu na sleduyushchii energeticheskii uroven’. Drugimi slovami, chastitsy poprostu ne mogut prinyat’ postupayushchuyu energiyu. Soudareniya s sosedyami nikak ne menyayut sostoyanie atomov geliya, i oni mogut besprepyatstvenno dvigat’sya, «ne otvlekayas’» na vzaimodeistviya s drugimi chastitsami.
Sverkhprovodimost’
Opisannoe Kapitsei «obnulenie» vyazkosti geliya pri perekhode cherez lyambda-tochku ochen’ napominalo eshche odno yavlenie, otkrytoe v 1911 godu vse tem zhe Kheike Kamerling-Onnesom. Niderlandskii uchenyi obnaruzhil, chto esli okhladit’ rtut’ do 4,2 kel’vina (minus 268,95 gradusov Tsel’siya), ee elektricheskoe soprotivlenie upadet pochti do nulya (pozzhe vyyasnilos’, chto tochno do nulya).
Eto protivorechilo sushchestvovavshim togda teoriyam, kotorye predskazyvali, chto pri ponizhenii temperatury soprotivlenie budet postepenno umen’shat’sya, no zatem opyat’ vozrastet, tak kak elektrony vnutri veshchestva pochti perestanut dvigat’sya i provodit’ tok. Kak okazalos’ pozzhe, v tot zhe den’ Kamerling-Onnes obnaruzhil i sverkhprovodimost’ geliya, okhladiv ego do lyambda-tochki, no ne obratil vnimaniya na etot rezul’tat.
Pervymi neponyatnyi skachok elektroprovodnosti pri ponizhenii temperatury ob’yasnili v 1935 godu brat’ya Frits i Khaints Londony, nemetskie fiziki, perebravshiesya iz natsistskoi Germanii v Oksford. V 1950 godu bolee obshchuyu teoriyu sverkhprovodimosti, razreshavshuyu nekotorye protivorechiya teorii Londonov, vyveli Lev Landau i Vitalii Ginzburg.
«Odnako obe teorii nosili fenomenologicheskii kharakter — to est’ ne ob’yasnyali, pochemu voznikla sverkhprovodimost’, no opisyvali raznye interesnye yavleniya, svyazannye s nei, — rasskazyvaet Fominov. — Naprimer, Landau pokazal, kak pri fazovom perekhode dolzhny izmenyat’sya v sverkhprovodnikakh opredelennye parametry. Issleduya raznye aspekty teorii Ginzburga-Landau, Aleksei Abrikosov otkryl svoi znamenitye vikhri, kotorye prinesli emu Nobelevskuyu premiyu».
Ob’yasnit’ sverkhprovodimost’ na mikroskopicheskom urovne — to est’ s detal’nym opisaniem mekhanizma — udalos’ tol’ko v 1957 godu, posle togo kak amerikanskii fizik Leon Kuper opisal osobyi tip vzaimodeistviya elektronov, nazvannyi pozzhe kuperovskimi parami.
«Eto byl nedostayushchii ingredient, kotorogo ne khvatalo, chtoby ob’yasnit’ sverkhprovodimost’, — govorit Fominov. — Fizikam bylo yasno, chto po prirode ona pokhozha na sverkhtekuchest’, no problema v tom, chto elektrony — ne bozony, a fermiony. Dlya nikh ne rabotaet statistika Boze — Einshteina i oni ne mogut nakhodit’sya v odnom i tom zhe kvantovom sostoyanii».
Kuperovskie pary pozvolyayut razreshit’ eto protivorechie. «V vakuume otdel’nye elektrony ne mogut blizko podoiti drug k drugu iz-za elektrostaticheskogo kulonovskogo ottalkivaniya, — ob’yasnyaet sut’ teorii Yakov Fominov. — No v metalle elektrony letayut vnutri kristallicheskoi reshetki, vzaimodeistvuya eshche i s nei. I esli dva elektrona nezavisimo provzaimodeistvuyut s reshetkoi, oni takim obrazom oposredovanno provzaimodeistvuyut mezhdu soboi».
Bozony i fermiony
Vse elementarnye chastitsy vo Vselennoi delyatsya na dve gruppy: bozony i fermiony. Eti dva klassa chastits radikal’no otlichayutsya po svoim svoistvam, i opredelyayushchim parametrom, pozvolyayushchim prichislit’ chastitsu k bozonam ili fermionam, yavlyaetsya spin. Etim terminom oboznachayut sobstvennyi moment impul’sa chastitsy, no eto kvantovoe yavlenie, i polnotsennogo klassicheskogo opisaniya u nego net. Odnako spin mozhno predstavit’ kak os’ vrashcheniya kroshechnykh volchkov — elementarnykh chastits.
V zavisimosti ot «napravleniya» vrashcheniya volchka spin byvaet otritsatel’nym i polozhitel’nym. On takzhe izmenyaetsya po velichine, prichem diskretno. Spin izmeryayut v dolyakh postoyannoi Planka, no obychno v zapisi ee opuskayut. U fermionov spin prinimaet znacheniya ±1/2, ±3/2, ±5/2 i tak dalee. U bozonov — 0, 1, 2, 3 i tak dalee. Chislo, sootvetstvuyushchee spinu, pokazyvaet, na skol’ko chastei nuzhno razdelit’ odin tsikl vrashcheniya, chtoby chastitsa vernulas’ v iskhodnoe sostoyanie. Naprimer, spin fotona raven edinitse, i dlya vozvrashcheniya v iskhodnoe sostoyanie ego nuzhno «povernut’» odin raz na 360 gradusov (360/1). Graviton, spin kotorogo raven 2, dlya vozvrashcheniya v iskhodnoe sostoyanie «povorachivaetsya» na 180 gradusov (360/2). A vot elektron so spinom 1/2 neobkhodimo «povernut’» na 720 gradusov (360/0,5).
Mozhno skazat’, chto chastitsy s tselym spinom «simmetrichny», a s polutselym — net (tochnee, chastitsy s polutselym "antisimmetrichny", to est’ pri povorote na 360 gradusov oni vozvrashchayutsya ne v iskhodnoe sostoyanie, a v sostoyanie, pomnozhennoe na -1 – v terminakh volnovoi funktsii). Simmetriya ili asimmetriya proyavlyaetsya v tselom ryade fundamental’nykh svoistv. «Nesimmetrichnye» fermiony «izbegayut» drug druga, to est’ v odnoi kvantovoi sisteme ne mozhet byt’ dvukh odinakovykh fermionov — oni ne mogut nakhodit’sya na odnom i tom zhe energeticheskom urovne. Eto nazyvaetsya zapretom Pauli, i blagodarya emu vo Vselennoi est’ raznye khimicheskie veshchestva: podchinyayas’ zapretu, fermiony-elektrony zanimayut v atome raznye energeticheskie urovni, formiruya individual’nuyu obolochku dlya kazhdogo elementa. Dlya «simmetrichnykh» bozonov zapret Pauli ne deistvuet, i oni mogut v lyubom kolichestve skaplivat’sya v odnom meste. Imenno eta ikh osobennost’ daet vozmozhnost’ poluchat’ kondensaty Boze — Einshteina. No esli kakim-to obrazom soedinit’ dva fermiona (kak proiskhodit v sverkhprovodimykh materialakh), obrazuetsya kvazichastitsa s tselym spinom, kotoraya vedet sebya kak bozon.
Eshche odno razlichie bozonov i fermionov obnaruzhivaetsya v tom, kak oni formiruyut antichastitsy. «Simmetrichnye» bozony chasto yavlyayutsya antichastitsami sami sebe ili drugim bozonam. «Nesimmetrichnye» fermiony imeyut polnotsennykh «sobrat’ev» v antiveshchestve, kotorye yavlyayutsya strogo drugimi chastitsami.
Kondensat Boze – Einshteina iz atomov rubidiya
Ochen’ grubo podobnye «kontakty» mozhno opisat’ tak: pervyi elektron za schet elektrostaticheskogo vzaimodeistviya prityagivaet k sebe ion reshetki. Vtoroi elektron «chuvstvuet» oblast’, kuda iz-za proleta pervogo elektrona peremestilsya ion, i tozhe tyanetsya tuda. Kolebaniya ionov kristallicheskoi reshetki udobno opisyvat’ kak povedenie kvazichastits — ikh nazyvayut fononami. I poluchaetsya, chto blagodarya vzaimodeistviyu dvukh elektronov s fononom oni prityagivayutsya drug k drugu, formiruya paru.
Esli spiny (kvantovo-mekhanicheskaya kharakteristika chastits, kotoruyu uproshchenno mozhno predstavit’ kak sobstvennyi moment impul’sa) etikh dvukh elektronov okazyvayutsya protivopolozhnymi, v obrazovavsheisya pare oni «obnulyayutsya». Takuyu paru mozhno predstavit’ kak kvazichastitsu s nulevym spinom, i eta kvazichastitsa uzhe budet podchinyat’sya statistike Boze — Einshteina.
Pri nizkikh temperaturakh mnozhestvo podobnykh par budut perekhodit’ v sostoyanie boze-einshteinovskogo kondensata i vesti sebya kak sverkhtekuchaya zhidkost’ — tol’ko tech’ budut elektrony, a znachit, v veshchestvakh s takimi svoistvami budet besprepyatstvenno prokhodit’ tok. Mikroskopicheskaya teoriya sverkhprovodimosti, osnovannaya na sushchestvovanii kuperovskikh par, poluchila nazvanie teorii Bardina — Kupera — Shriffera, ili sokrashchenno BKSh (eshche odna Nobelevskaya premiya, za 1972 god).
«Vzaimodeistvie elektronov v teorii BKSh vzyato v prosteishem idealizirovannom vide, — poyasnyaet Fominov. — No, kak okazalos’, i v takom vide ono khorosho rabotaet. Tem ne menee, v teorii byl ryad uproshchenii, kotorye snyal Gerasim Eliashberg, seichas glavnyi nauchnyi sotrudnik ITF imeni Landau. On razrabotal bolee obshchuyu i realistichnuyu teoriyu sverkhprovodimosti. I khotya ne vse proyavleniya sverkhprovodimosti polnost’yu ponyatny, segodnya my mozhem opisyvat’ ochen’ mnogie veshchi».
Krome rtuti iz «estestvennykh» veshchestv sverkhprovodimost’ nashli u alyuminiya, niobiya, olova, svintsa i nekotorykh drugikh. «Kazhdoe iz etikh veshchestv stanovitsya sverkhprovodyashchim pri opredelennoi kriticheskoi temperature, — rasskazyvaet Fominov. — Kakoi ona budet, zavisit ot stroeniya kristallicheskoi reshetki veshchestva, svoistv vkhodyashchikh v nego atomov, obrazuyushchikhsya fononov i tak dalee. Naprimer, zoloto ili med’ ne proyavlyayut sverkhprovodyashchikh svoistv ni pri kakoi temperature».
Vysokotemperaturnaya sverkhprovodimost’
Dolgoe vremya vse veshchestva, u kotorykh obnaruzhivali sverkhprovodyashchie svoistva, teryali elektricheskoe soprotivlenie pri ochen’ nizkikh temperaturakh. Dlya rtuti eto 4,2 kel’vina (minus 268,95 gradusa Tsel’siya), dlya alyuminiya 1,18 kel’vina (minus 271,97 gradusa Tsel’siya), dlya olova — 3,69 kel’vina (minus 269,46 gradusa Tsel’siya), dlya niobiya — 9,2 kel’vina (minus 263,95 gradusa Tsel’siya). Stol’ radikal’no okhladit’ chto-to mozhno tol’ko v laboratorii pri pomoshchi slozhnogo i dorogogo oborudovaniya. Ispol’zovat’ takie sverkhprovodniki na praktike vne sten nauchnykh institutov ne poluchitsya.
Odnako eshche do poyavleniya mikroskopicheskoi teorii sverkhprovodimosti issledovateli predpolagali, chto mozhno sozdavat’ veshchestva, teryayushchie soprotivlenie pri bolee vysokikh temperaturakh — naprimer, pri temperature kipeniya azota (minus 195,8 gradusa Tsel’siya). Zhidkii azot — deshevaya okhlazhdayushchaya zhidkost’, i ego povsemestno ispol’zuyut v promyshlennosti. I printsipial’nykh zapretov na vysokotemperaturnuyu sverkhprovodimost’ net.
V 1986 godu shveitsarets Karl Myuller i nemets Iokhanes Bednorts obnaruzhili, chto keramicheskoe veshchestvo so slozhnoi formuloi La2-xBaxCuO4(oksid lantana-bariya-medi) stanovitsya sverkhprovodnikom pri 35 kel’vinakh (minus 238,15 gradusa Tsel’siya). Eto vse eshche na 42 gradusa nizhe temperatury kipeniya azota, i tem ne menee issledovatelyam nemedlenno vruchili Nobelevskuyu premiyu (1987 god).
Segodnya uchenye sintezirovali mnozhestvo veshchestv, kotorye stanovyatsya sverkhprovodnikami pri otnositel’no priemlemykh dlya promyshlennogo ispol’zovaniya temperaturakh. Rekordsmenom sredi shiroko primenyaemykh sverkhprovodnikov yavlyaetsya oksid ittriya-bariya-medi, kotoryi perekhodit v sverkhprovodyashchee sostoyanie uzhe pri 93 kel’vinakh (minus 180,15 gradusa Tsel’siya). A esli ispol’zovat’ bol’shie davleniya, kriticheskaya temperatura dlya mnogikh veshchestv okazyvaetsya eshche vyshe. Naprimer, HgBa2Ca2Cu3O8, szhatyi do 165 atmosfer, perekhodit v sverkhprovodyashchee sostoyanie uzhe pri 134 kel’vinakh (minus 139,15 gradusa Tsel’siya).
Priroda vysokotemperaturnoi sverkhprovodimosti do kontsa poka neyasna. «V takikh veshchestvakh tozhe obrazuetsya kondensat Boze — Einshteina, no nekotorye osobennosti etikh materialov do sikh por ne imeyut mikroskopicheskogo ob’yasneniya, — rasskazyvaet Fominov. — Tam proiskhodit mnozhestvo raznykh sil’nykh vzaimodeistvii, i v itoge mozhet obrazovyvat’sya bolee khitraya sverkhprovodimost’, tak nazyvaemaya d-volnovaya, — v obychnykh sverkhprovodnikakh ona s-volnovaya. Takaya sverkhprovodimost’ anizotropna, to est’ ona zavisit ot napravleniya. V prakticheskom smysle vazhno, chto ona chuvstvitel’na k primesyam: dazhe v nebol’shom kolichestve oni ubivayut d-sverkhprovodimost’».
Perspektivy
Sverkhtekuchest’ i osobenno sverkhprovodimost’ — odni iz samykh «goryachikh» napravlenii v sovremennoi fizike. Takaya populyarnost’ ob’yasnyaetsya ne tol’ko teoreticheskim interesom: u veshchestv, obladayushchikh etimi svoistvami, obnaruzhilos’ mnozhestvo prakticheskikh primenenii.
«Naprimer, v Bol’shom adronnom kollaidere ustanovleno 1232 sverkhprovodyashchikh magnita. Oni neobkhodimy dlya togo, chtoby napravlyat’ letyashchie chastitsy po 27-kilometrovomu kol’tsu uskoritelya. V apparatakh magnitorezonansnoi tomografii (MRT) sverkhprovodyashchie magnity sozdayut moshchnye magnitnye polya, kotorye lezhat v osnove metodiki. Poka ikh v osnovnom okhlazhdayut zhidkim geliem, no v budushchem, vpolne veroyatno, budut ispol’zovat’sya vysokotemperaturnye sverkhprovodniki», — rasskazyvaet Fominov.
Eshche odna sfera ispol’zovaniya sverkhprovodyashchikh veshchestv — transport. Poezda na magnitnoi podushke, ili maglevy (ot slov «magnitnaya levitatsiya»), levitiruyut nad putyami i blagodarya otsutstviyu treniya razvivayut skorost’ 430 kilometrov v chas i bolee. V etoi tekhnologii ispol’zuyut obychnye magnity, no segodnya inzhenery sozdayut zheleznodorozhnuyu liniyu, gde rabotayut sverkhprovodniki.
«Takoi poezd smozhet razvivat’ ogromnuyu skorost’ blagodarya effektu Meisnera, eshche odnomu fundamental’nomu svoistvu sverkhprovodnikov, — govorit Fominov. — Kogda sverkhprovodyashchee veshchestvo pomeshchayut v magnitnoe pole, na ego poverkhnosti ochen’ legko voznikayut toki induktsii, kotorye, v svoyu ochered’, dayut magnitnoe pole, polnost’yu kompensiruyushchee vneshnee. V rezul’tate v sverkhprovodnike magnitnoe pole polnost’yu otsutstvuet. Esli my pomestim magnit vyshe sverkhprovodnika, naprimer na nizhnei chasti poezda, magnitnoe pole popytaetsya proniknut’ v sverkhprovodnik, no eto u nego ne poluchitsya. Pri etom linii magnitnogo polya raspredelyatsya tak, chto magnit i sverkhprovodnik budut ottalkivat’sya — tochno tak zhe, kak ottalkivayutsya dva raznonapravlennykh magnita. Chtoby poluchit’ effekt Meisnera, neobkhodimo okhlazhdat’ sverkhprovodyashchuyu liniyu, no zato toki v nei tekut bez soprotivleniya, a znachit, energiya ne rasseivaetsya v teplo. V perspektive takie poezda smogut razvivat’ skorost’ vyshe 600 kilometrov v chas».
Nakonets, na effekte sverkhprovodimosti osnovana odna iz realizatsii kubitov — kvantovykh bitov, elementov khraneniya informatsii v kvantovom komp’yutere. Blagodarya tomu, chto sverkhprovodniki proyavlyayut kvantovye svoistva na makrourovne, iz nikh mozhno izgotavlivat’ «bol’shie» kubity. S takimi kubitami proshche upravlyat’sya, i oni namnogo prigodnee dlya massovogo izgotovleniya.