ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ. После открытия сверхпроводимости в 1911 приложены усилия в поисках веществ с более высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние. За 75 лет работы критическую температуру удалось поднять с 4 K° в ртути до 23 K° в сплаве Nb_3 Ge, то есть прогресс составлял 0,25 K° в год. В 1986 швейцарские физики Дж. Беднорц и К. А. Мюллер сообщили об открытии сверхпроводимости при температуре T_с =30 K° в соединении La_2 CuO_4, в котором 15% ионов La^(3+) были замещены ионами Ba^(2+). Под давлением критическая температура поднялась до Tc = 40 K°. Аналогичное поведение наблюдалось при замене части ионов лантана на ионы стронция Sr^(2+). Было открыто, что вещество La_2 CuO_4 является диэлектрическим антиферромагнетиком с температурой Нееля около T_N~300 K°. Это соединение обладает ионной связью, в отличие от обычных сверхпроводников, которые в нормальном состоянии представляют собой металлы или их сплавы. Введение ионов бария понижало постепенно температуру Нееля до нуля, далее диэлектрик превращался в металл, а затем в сверхпроводник. При дальнейшем увеличении концентрации бария сверхпроводимость подавлялась (см. рисунок 1). Примечательно, что высокотемпературная сверхпроводимость была обнаружена не в монокристаллах, а в керамических образцах. Аналогичное поведение наблюдалось при замене части ионов лантана на ионы стронция Sr^(2+). Первая публикация вызвала поиски других оксидов меди ("купратов") с ещё более высокими критическими температурами. В 1987 почти одновременно в нескольких лабораториях была обнаружена критическая температура T_c=92–93 K° в кристаллах YBa_2 Cu_3 O_(7-x) . Все они оказались сверхпроводниками 2-го рода. Выяснилось, что носителями электрического тока являются дыры в электронных оболочках ионов кислорода.

Структура данных веществ, как и La_2 CuO_4, относится к группе перовскитов. Общим элементом этих веществ является слоистая структура, и главную роль в сверхпроводимости обеспечивают плоскости CuO_2. Это обусловлено тем, что при замене иона La^(3+) на Ba^(2+) (или Sr^(2+)) для восстановления ковалентных связей забирается соответствующее число электронов именно из этих плоскостей. Возникшие дыры в ковалентных связях не участвуют, становясь носителями тока. Эти обстоятельства были аргументом для К. А. Мюллера при выборе вещества в поиске сверхпроводников с высокой критической температурой. В периодической структуре электронное возбуждение вместе с локальным искажением кристаллической решётки может перемещаться как свободный полярон. Взаимодействие поляронов может приводить к созданию биполяронов типа куперовских пар. Эти идеи К. А. Мюллера привели к открытию высокотемпературной сверхпроводимости. Сверхпроводимость при обычном давлении обнаружена также в соединениях на основе железа и в других соединениях: в MgB_2, в модификациях углерода – в алмазе и в углеродных нанотрубках, в тяжелофермионных соединениях.

Исследование высокотемпературной сверхпроводимости в Якутии связано с именем профессора кафедры теоретической физики ЯГУ С. Н. Еремеева, ученика основателя научной школы "Резонансные свойства конденсированных сред" профессора Казанского государственного университета Б. И. Кочелаева. Под его руководством в 1993 старший преподаватель кафедры теоретической физики ЯГУ Е. П. Шарин защитил в Казанском государственном университете диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук на тему "Пространственное распределение локального магнитного поля вблизи поверхности сверхпроводников II рода". В 1998 под руководством профессора Казанского государственного университета С. Л. Царевского защитила диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук ассистент кафедры теоретической физики ЯГУ С. А. Ефремова на тему "Форма линии магнитного резонанса в анизотропных сверхпроводниках". Обнаружение резонансного поглощения энергии ядерными спинами [в случае ядерного магнитного резонанса (ЯМР)] и локализованными спинами парамагнитных примесей [в электронном парамагнитном резонансе (ЭПР)] в высокотемпературной сверхпроводимости позволило включить в круг физических методов и методы ЯМР и ЭПР. Резонансные методы позволяют получать всю информацию о спиновых состояниях и различных взаимодействиях в системе парамагнитных примесей и электронов проводимости непосредственно в сверхпроводящей фазе. При исследовании распределения магнитного поля методами ЭПР с помощью пробы на поверхности образца методом мюонного спинового резонанса возникает вопрос зависимости этого распределения от расстояния до поверхности сверхпроводника. Е. П. Шарин и С. А. Ефремова получили фундаментальные результаты в области высокотемпературных сверхпроводников, новые представления о проникновении магнитного поля в приповерхностной области для случая, когда внешнее магнитное поле направлено произвольно к оси симметрии кристалла.

Области применения высокотемпературной сверхпроводимости включают компактные и мощные двигатели для кораблей и подводных лодок, генераторы и накопители электроэнергии для оружия направленного действия, резонаторы для пучкового оружия, электромагнитные экраны, магнитные и электромагнитные датчики, магнитометры, быстродействующие и компактные микропроцессоры, компьютеры и микроэлектронные СВЧ-компоненты.