Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Исследователи провели первое прямое визуальное наблюдение вихрей в сверхпроводниках — и их скорость оказалась намного выше ожидаемой. Научная работа об этом опубликована в журнале Nature Communications, кратко об этом рассказывает издание Phys.org.

Изображение: Frederick S. Wells et al. / nature.com / wikipedia.org
Так вихри Абрикосова выглядят в микроскоп. Изображение: Frederick S. Wells et al. / nature.com / wikipedia.org

Сверхпроводимость — это характеристика некоторых материалов, которые при критической температуре способны пропускать электрический ток без сопротивления. Этот эффект используется в самых разных сферах — от поездов на магнитной левитации до магнитно-резонансных томографов и ускорителей частиц.

Применение сверхпроводников ограничено тем, что сверхпроводимость подавляется в присутствии магнитных полей. Однако некоторые сверхпроводники — сверхпроводники II рода — более устойчивы к магнитным полям.

При температуре ниже критической они способны пропускать магнитный поток в виде квантованных вихрей (их также называют вихрями Абрикосова). Правда, при наличии электрических токов эти вихри могут начать двигаться, а это мешает практическому применению сверхпроводников.

Сейчас международная команда исследователей под руководством Эли Зельдова из Еврейского института в Иерусалиме продемонстрировала, как вихри движутся в сверхпроводнике и какую скорость они могут развивать.

Они использовали новый метод микроскопии, который позволяет получать магнитные изображения с беспрецедентным разрешением — около 50 нм. Они наблюдали вихри, которые пронизывали тонкую сверхпроводящую пленку.

Изображение: Yonathan Anahory / Hebrew University
Изображение: Yonathan Anahory / Hebrew University / phys.org

Оказалось, что вихри двигались со скоростью намного выше предполагаемой — до 20 километров в секунду, или 72000 километров в час. Это почти в 60 раз выше скорости звука и в десятки раз больше скорости движения отдельных атомов и молекул в атмосфере.

Скорость вихрей сопоставима со скоростью, с которой Земля движется вокруг Солнца. Кстати, если бы эти вихри двигались вокруг Земли, они обогнули бы планету за 30 минут.

На фото и видео траектории вихрей видны как размытые линии и выглядят как древовидная структура с общим «стеблем».

Изображение: Yonathan Anahory / Hebrew University
Изображение: Yonathan Anahory / Hebrew University / ria.ru

В будущем эта технология может позволить исследователям уменьшить движение вихрей и улучшить свойства сверхпроводников.

Читайте также:

Мощнейший лазер превратил атом в «черную дыру»