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.