Наука

Фізики відкрили новий вид квантових вихорів в надпровідниках

Дослідники спостерігали незвичайна поведінка квантових вихорів, яке суперечить існуючим моделям надпровідності.

Усередині надпровідників можуть виникати невеликі «торнадо» електронів, відомі як квантові вихори. Міжнародна група дослідників виявила, що магнітний потік, створюваний в надпровіднику, поділяється на більш широкий діапазон значень, ніж передбачалося раніше. Це відкриття змінює уявлення про надпровідності і може бути застосоване в надпровідниковій електроніці.

Квантові вихори виникають, коли до надпровідника прикладається зовнішнє магнітне поле. Воно проникає в надпровідник у вигляді квантованих магнітних силових трубок, що утворюють вихори. Спочатку фізики припускали, що, коли квантові вихри проходять через надпровідники, кожен з них несе один квант магнітного потоку. При цьому довільні частки квантового потоку не допускалися.

Використовуючи надпровідний пристрій квантової інтерференції в Стенфордському університеті дослідники показали на мікроскопічному рівні, що квантові вихори можуть існувати в одній електронній смузі. У процесі експерименту фізикам вдалося створити і переміщати дробові квантові вихри.

Дослідники визнали початкове спостереження цього явища «настільки незвичайним», що повторили експеримент 75 разів в різних місцях і при різних температурах. Але всі дані свідчили на користь коректності спостережень. Це відкриття підтверджує теоретичне пророкування одного зі співавторів дослідження — Єгор Бабаєва, професор Королівського технологічного інституту в Стокгольмі.

20 років тому Бабаєв описав модель, в якій в деяких типах кристалів одна частина популяції електронів надпровідного матеріалу може утворювати вихор, що обертається за годинниковою стрілкою, в той час як інші частинки можуть одночасно утворювати вихор, що обертається проти годинникової стрілки.

Дослідники відзначають, що надійність квантових вихорів і можливість керувати ними передбачає, що потенційно вони можуть бути використані в якості носіїв інформації в надпровідних комп’ютерах.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Back to top button