Новые данные о сверхпроводниках и лазерах

Наука и жизньНаука

Вести из институтов

Сверхпроводники меняют свойства в зависимости от формы

Как изменятся проводящие свойства сверхтонкой пластинки из ниобия, если свернуть её в трубку диаметром меньше микрона? Этот вопрос заинтересовал группу физиков из Института интегративных нанонаук, входящего в Дрезденский институт физики твёрдого тела и материаловедения Ассоциации Лейбница, и Томского политехнического университета.

Трубки диаметром меньше одного микрона (для сравнения толщина человеческого волоса примерно 100 микрон) научились создавать относительно недавно. Изменяя размеры таких трубок, можно управлять некоторыми их свойствами, в частности, способностью пропускать электрический ток в сверхпроводящем состоянии. В качестве объекта исследования был выбран ниобий, так как в «плоском» варианте он хорошо изучен как сверхпроводник.

Технологически на нынешнем уровне изготовить высококачественную однородную по размерам трубку нанометровой толщины всё ещё довольно трудоёмко. Поэтому научная группа под руководством профессора Владимира Фомина смоделировала изменения свойств на специально разработанной компьютерной платформе. Вычисления проводили на суперкомпьютере Дрезденского технического университета. Схема исследования учитывала как геометрию образца, так и физические условия экспериментов: магнитное поле и электрический ток. Физиков интересовало, как сверхпроводник ведёт себя при пропускании электрического тока в присутствии магнитного поля.

Схема исследуемой модели с открытой трубкой. Трубка имеет снизу разрез, с двух сторон к которому прикреплены электроды (синие пластины) для поддержания транспортного тока (зелёные стрелки). В — магнитное поле. Справа показана вихревая картина на трубке.

Моделирование показало, что при протекании электрического тока через трубку из ниобия, находящуюся в магнитном поле, возникает резкий скачок («пик») напряжения в определённом диапазоне значений магнитного поля. Этот скачок, предположительно, — следствие внезапного появления в трубке «островков», в которых материал теряет свои сверхпроводящие свойства. Потеря некоторой частью образца сверхпроводящих свойств — известный эффект. В плоских структурах, единожды появившись, такие «островки» имеют тенденцию только к росту с повышением магнитного поля и в итоге «захватывают» весь материал. А в трубках наблюдается необычное явление: при дальнейшем увеличении магнитного поля эти «островки» исчезают и весь материал становится вновь сверхпроводящим.

Теоретические и численные методы помогли физикам найти диапазон размеров сверхпроводниковой микротрубки, где её поведение кардинально отличается от пластинки, из которой она свёрнута. Связаны эти различия с тем, что на изогнутой сверхпроводящей поверхности образование дефектов (вихрей) происходит иначе, чем на плоской поверхности. При увеличении магнитного поля там возникает изменение структуры дефектов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
Культ личности Культ личности

Как повысить самооценку и изменить жизнь к лучшему

Лиза
Верные слуги короля Верные слуги короля

С XVII века королевские мушкетёры стали привилегированными войсками

Дилетант
Потепление океана оказалось угрозой для бактериального фотосинтеза Потепление океана оказалось угрозой для бактериального фотосинтеза

Вода теплее 28 градусов приведет к коллапсу популяций цианобактерий

N+1
Живые клетки — химики Живые клетки — химики

Природные аналоги широко известных искусственных соединений

Наука и жизнь
Кто даст мне сто долларов? Кто даст мне сто долларов?

Аукционные дома Sotheby’s и Christie’s: инструкция по применению

Weekend
Нейтрино. Познание Вселенной продолжается Нейтрино. Познание Вселенной продолжается

О современном состоянии нейтринных, а также протонных исследований

Наука и жизнь
Тайна «пляжного тела» Тайна «пляжного тела»

«Пляжное тела»: почему оно есть у всех и в то же время не существует

VOICE
Микроскопические свидетельства глобальных катастроф Микроскопические свидетельства глобальных катастроф

Кандидат физико-математических наук о том, как метеориты влияют на нашу судьбу

Наука и жизнь
Скоро на экранах Скоро на экранах

Кем могли бы стать молодые актеры, если бы выбрали другую профессию?

Grazia
Бозон Хиггса — 10 лет спустя Бозон Хиггса — 10 лет спустя

Бозон Хиггса может стать ключом к решению некоторых основных проблем в физике

Наука и жизнь
Дорогой лапши Дорогой лапши

Китайская лапша давно свернула с Великого шелкового пути

Seasons of life
Пайцза монгольских ханов Пайцза монгольских ханов

Пайцза — охранный «вездеход» монгольских чиновников

Дилетант
Скороварка эволюции: как городская жизнь изменила вид и повадки животных и насекомых Скороварка эволюции: как городская жизнь изменила вид и повадки животных и насекомых

Как меняются животные и растения в городах

Forbes
Неизвестная катастрофа, изменившая облик Северной Америки Неизвестная катастрофа, изменившая облик Северной Америки

Когда на Земле был единичный катастрофический космогенный процесс

Наука и жизнь
Мария Стерникова о Валерии Носике: «Он был человеком необыкновенной доброты и света» Мария Стерникова о Валерии Носике: «Он был человеком необыкновенной доброты и света»

«Он, как волшебник, прилетал ненадолго со съемок, а внизу его уже ждала машина»

Коллекция. Караван историй
Язык добра Язык добра

Три глобальных движения мировых лидеров бизнеса в одной системе координат

Forbes
Вода в топливном баке: чем опасна, как убрать и чем это лучше сделать Вода в топливном баке: чем опасна, как убрать и чем это лучше сделать

Как действовать, если вода в значимых количествах попала в бензобак?

РБК
Валентин Гафт. Круглосуточный артист Валентин Гафт. Круглосуточный артист

«Он был артистом, художником до мозга костей. Фальши не выносил на дух»

Коллекция. Караван историй
Семь способов активировать внутренний навигатор Семь способов активировать внутренний навигатор

Как научиться ориентироваться без навигатора в телефоне?

Здоровье
Перспективы белого водорода: «За ним гоняются Гейтс и Безос» Перспективы белого водорода: «За ним гоняются Гейтс и Безос»

Белый водород — в чем его уникальность и насколько обоснованы ожидания от него?

ФедералПресс
Первый звонок, линейка, букеты цветов: почему учебный год начинается именно 1 сентября Первый звонок, линейка, букеты цветов: почему учебный год начинается именно 1 сентября

Почему именно 1 сентября отмечается День знаний в России и странах бывшего СССР

ТехИнсайдер
«Я по роду своей профессиональной деятельности всегда говорю про детей…» «Я по роду своей профессиональной деятельности всегда говорю про детей…»

О Русских международных школах и перспективах российского образования за рубежом

Знание – сила
Что посеешь? Что посеешь?

Почему растет доля контрафактных и фальсифицированных семян

Агроинвестор
Что у Intel инсайд? Что у Intel инсайд?

В надежде спасти Intel Трамп покупает пакет компании. Кажется, это жест отчаяния

Монокль
День, когда родился новый мир День, когда родился новый мир

2 сентября – день, когда победа не завершила войну, а изменила ее форму

Знание – сила
А вы и не знали: 8 вещей, которые категорически нельзя мыть губкой А вы и не знали: 8 вещей, которые категорически нельзя мыть губкой

Какие вещи можно испортить губкой для мытья посуды?

ТехИнсайдер
Алексей Москалёв: «Старение – не обособленный процесс, а совокупность взаимосвязанных биологических каскадов, среди которых выделяются хроническое воспаление, гликирование и окислительный стресс» Алексей Москалёв: «Старение – не обособленный процесс, а совокупность взаимосвязанных биологических каскадов, среди которых выделяются хроническое воспаление, гликирование и окислительный стресс»

Что сейчас известно о природе долголетия?

Здоровье
Жилой аутсайдер Жилой аутсайдер

Московские новостройки бизнес-класса показывают самые низкие темпы роста цен

Ведомости
Андрей Соколов: «Самое дорогое, когда ты можешь быть самим собой» Андрей Соколов: «Самое дорогое, когда ты можешь быть самим собой»

Личная жизнь у меня есть. Но о женщинах самое правильное — молчать

Коллекция. Караван историй
Открыть в приложении