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

От чего умер Ленин? От чего умер Ленин?

На момент смерти Ленину было всего 53 года. На здоровье он никогда не жаловался

Дилетант
5 фильмов о знаменитых дизайнерах, которые помогут разбираться в моде 5 фильмов о знаменитых дизайнерах, которые помогут разбираться в моде

Эффектные байопики о кутюрье с мировым именем

GQ
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
История NSO Group: как стартап по спасению жизней создал инструмент для слежки за бизнесменами, правозащитниками и СМИ История NSO Group: как стартап по спасению жизней создал инструмент для слежки за бизнесменами, правозащитниками и СМИ

«Это ужасно, но такова цена ведения подобного бизнеса»

TJ
Живые клетки — химики Живые клетки — химики

Природные аналоги широко известных искусственных соединений

Наука и жизнь
«Пусть это невозможно, но я попробую»: как актриса Нелли Уварова стала социальным предпринимателем «Пусть это невозможно, но я попробую»: как актриса Нелли Уварова стала социальным предпринимателем

Нелли Уварова — о том, что поразило ее в рассказах детей из деревень

Forbes
Солнечная петербурженка Солнечная петербурженка

Кристина Горбунова — официально Playmate 2020!

Playboy
Вера Таривердиева: Вера Таривердиева:

В судьбе Микаэла Таривердиева не было ничего случайного

Караван историй
106 минут новой эры 106 минут новой эры

Какое значение орбитальный рейс Юрия Гагарина имел для мировой науки

Наука и жизнь
Тело-машина: как тренировался Киану Ривз во время съемок “Джона Уика” Тело-машина: как тренировался Киану Ривз во время съемок “Джона Уика”

Какую фитнес-программу подготовил тренер Патрик Мерфи для Киану Ривза

Esquire
В поиске космических катастроф. Вахта телескопов-роботов В поиске космических катастроф. Вахта телескопов-роботов

Оптические телескопы системы МАСТЕР помогают астрономам разных стран

Наука и жизнь
Это Наваль Равикант: он привёл к стартапам частных инвесторов и создал AngelList, «Tinder для вложений» Это Наваль Равикант: он привёл к стартапам частных инвесторов и создал AngelList, «Tinder для вложений»

Как Наваль Равикант инвестировал в более чем 100 проектов и заработал $60 млн

VC.RU
Роботы отмечают столетие Роботы отмечают столетие

Слово «робот» придумал чешский художник и литератор Йосеф Чапек

Наука и жизнь
От «Часа пик» до «Типа крутых легавых»: лучшие комедийные боевики всех времен От «Часа пик» до «Типа крутых легавых»: лучшие комедийные боевики всех времен

Подборка культовых картин в жанре комедийный боевик

Playboy
Искусство онлайн: как технологии помогают посещать музеи во время пандемии Искусство онлайн: как технологии помогают посещать музеи во время пандемии

Проект на стыке искусства и технологий – виртуальные художественные галереи

Популярная механика
Как повысить жизненную энергию и получать радость от жизни. Основатель Javapresse назвал 3 необычных способа Как повысить жизненную энергию и получать радость от жизни. Основатель Javapresse назвал 3 необычных способа

Предприниматели переживают взлеты и падения, которые отнимают много энергии

Inc.
Жара, смерчи и наука о климате Жара, смерчи и наука о климате

Глобальное потепление престало быть научной проблемой

Эксперт
Возможно, у вас мигрень, но вы об этом не знаете Возможно, у вас мигрень, но вы об этом не знаете

Почему болит голова? Цефалголог Кирилл Скоробогатых отвечает на вопросы

Reminder
Самые дорогие разводы звезд: как Джоли, Мадонна и другие лишились миллионов Самые дорогие разводы звезд: как Джоли, Мадонна и другие лишились миллионов

История любви знаменитостей может закончиться огромной потерей финансов

Cosmopolitan
Как правильно «запартнериться» с международной компанией Как правильно «запартнериться» с международной компанией

Как найти зарубежных партнеров и сделать сотрудничество с ними комфортным

Inc.
Похожая на губку окаменелость может быть самым ранним животным на Земле Похожая на губку окаменелость может быть самым ранним животным на Земле

Уникальная находка сделана на рифах Канады

National Geographic
Дачная жизнь в 5 знаменитых фильмах Дачная жизнь в 5 знаменитых фильмах

Вспомним 5 дачных сцен из любимых советских фильмов

Psychologies
Шалость удалась! Макеева, Асмус и другие звезды в мокрых майках показали грудь Шалость удалась! Макеева, Асмус и другие звезды в мокрых майках показали грудь

Звездные россиянки не постеснялись позировать без нижнего белья

Cosmopolitan
Какие продукты снижают кровяное давление: список, рекомендованный кардиологами Какие продукты снижают кровяное давление: список, рекомендованный кардиологами

Подборка полезных для сердца продуктов, которые стоит включить в рацион

Playboy
Не слипнется: 11 самых известных американских сладостей Не слипнется: 11 самых известных американских сладостей

Традиционные сладости американцев, по которым они сходят с ума

Cosmopolitan
Наглые синицы выщипывают мех у хищников, и это выглядит уморительно Наглые синицы выщипывают мех у хищников, и это выглядит уморительно

Ты пушист и крупноват для того, чтобы обращать внимание на маленькую птаху?

National Geographic
Уверенность Безоса: чем основатель Amazon поражает собеседников Уверенность Безоса: чем основатель Amazon поражает собеседников

Социальная уверенность Джеффа Безоса

VC.RU
Дитя трех эпох. Тест-драйв Nissan Murano Дитя трех эпох. Тест-драйв Nissan Murano

Флагманский кроссовер «Ниссана» для России словно выпал из течения времени

РБК
Слоны привели осиротевшего слоненка попрощаться с матерью: видео Слоны привели осиротевшего слоненка попрощаться с матерью: видео

Слоны устанавливают тесные родственные связи

National Geographic
Человек уткнувшийся: всё о смартфонозависимости в печальных фактах, неожиданных цифрах и полезных советах Человек уткнувшийся: всё о смартфонозависимости в печальных фактах, неожиданных цифрах и полезных советах

Не слишком ли часто ты утыкаешься в смартфон?

Maxim
Открыть в приложении