Физики открыли самый быстрый на Земле объект, сообщает журнале Nature Communications.
Ученым впервые удалось сфотографировать воронки внутри сверхпроводников. Благодаря этому выяснилось, что они движутся с невозможно высокой скоростью – около 70 тысяч километров в час. Это быстрее всех космических зондов и природных объектов на планете.
По словам ученых, открытие может стать критически важным для создания сверхпроводниковой электроники будущего, а также для поиска новых проблем в еще не изученной сфере электромагнитных полей и токов сверхвысокой энергии.
У всех сверхпроводников есть необычное свойство – они стремятся вытолкнуть наружу магнитное поле, если его линии с ними контактируют. Если сила поля превышает определенное значение, сверхпроводник становится «обычным» материалом.
Этот феномен физики назвали эффектом Мейснера. В 1957 году его открыл советский физик Алексей Абрикосов. Он и его коллеги Виталий Гинзбург и Энтони Леггет получили за это Нобелевскую премию по физике в 2003 году.
Феномен порождает внутри сверхпроводника особые магнитные «воронки», кольцевые электрические токи, которые сегодня называют «вихрями Абрикосова». Их квантовый характер, стабильность и предсказуемость давно привлекают внимание физиков, которые стремятся создать квантовые или световые компьютеры и нуждаются в надежных и быстрых запоминающих устройствах.
Ученые из Израиля, Украины и США получили первые фотографии подобных вихрей, которые возникают внутри сверхпроводника при сильном токе, и раскрыли их свойства, вызывавшие сомнения во всех теориях, описывающих поведение этих структур.
Для получения снимков израильские физики создали специальный сверхчувствительный датчик магнитного поля на базе сверхпроводников. Его применили для наблюдений за происходящим внутри пленки из свинца, охлажденной до температуры, близкой к абсолютному нулю. В таких условиях материал превращается в сверхпроводник второго рода. Это позволило физикам проследить за тем, как воронки ускоряют бег при повышении напряжения. Скорость движения воронок оказалась невероятно высокой – около 72 тысяч километров в час, причем этот показатель не является пределом.
Это почти в 59 раз выше скорости звука и сопоставимо со скоростью движения Земли вокруг Солнца. Кроме того, воронки движутся примерно в 50 раз быстрее, чем ток внутри сверхпроводника. Пока у физиков нет этому объяснений
Ученые надеются, что дальнейшие наблюдения приблизят их к созданию «комнатных» сверхпроводников и электроники на их базе.
