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

Число круче, чем π Число круче, чем π

На сегодняшний день нет области знаний, где бы число е не использовалось

Наука и жизнь
Два аспида не поделили червягу Два аспида не поделили червягу

Исследователи стали свидетелями битвы за добычу между двумя коралловыми аспидами

N+1
Верные слуги короля Верные слуги короля

С XVII века королевские мушкетёры стали привилегированными войсками

Дилетант
Неофициальные шестидесятые: от СМОГа до «ахматовских сирот» Неофициальные шестидесятые: от СМОГа до «ахматовских сирот»

Неофициальная поэзия 1960-х: поэтические содружества и авторы-одиночки

Полка
О чём умолчали классики О чём умолчали классики

Давайте рассмотрим произведения русских писателей с точки зрения математики

Наука и жизнь
Берегли вещь для особого случая? Используйте ее прямо сейчас! Берегли вещь для особого случая? Используйте ее прямо сейчас!

Выясняем, почему мы не используем то, что приобрели, и как с этим справиться

Psychologies
Микроскопические свидетельства глобальных катастроф Микроскопические свидетельства глобальных катастроф

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

Наука и жизнь
За что держаться, когда думаешь, что мир рушится: концепция антихрупкости За что держаться, когда думаешь, что мир рушится: концепция антихрупкости

Что такое концепция антихрупкости, которая помогает выстоять?

VOICE
Живые клетки — химики Живые клетки — химики

Природные аналоги широко известных искусственных соединений

Наука и жизнь
Дух свободы Дух свободы

Подчеркнуто мужское пространство со своей неповторимой атмосферой и харизмой

SALON-Interior
«За антисоветскую агитацию и пропаганду» «За антисоветскую агитацию и пропаганду»

В 1987 году численность политических заключённых в СССР выглядела минимальной

Дилетант
Мне нужны твои камбэки: чем хороша французская драма «(Не)бывшие» с Гийомом Кане? Мне нужны твои камбэки: чем хороша французская драма «(Не)бывшие» с Гийомом Кане?

почему стоит смотреть новую драму Стефана Бризе «(Не)бывшие»?

Правила жизни
Королева детективов: 9 мифов об Агате Кристи Королева детективов: 9 мифов об Агате Кристи

«Убийца — дворецкий»: как на самом деле писала Агата Кристи

Вокруг света
Прокладывая путь: как София Ионеску стала первой в мире женщиной-нейрохирургом Прокладывая путь: как София Ионеску стала первой в мире женщиной-нейрохирургом

София Ионеску — первая женщина-врач, которая провела операцию на головном мозге

Forbes
Глубинный народ Глубинный народ

Жизнь буквально раздавила скатов

Вокруг света
Первые роли 10 знаменитых современных актеров Первые роли 10 знаменитых современных актеров

Педро Паскаль, Милош Бикович, Тимати Шаламе и другие в своих первых ролях

Maxim
«Основной фактор развития рака органов головы и шеи — курение» «Основной фактор развития рака органов головы и шеи — курение»

Как пагубная многолетняя привычка уменьшает шансы на благополучный исход

Наука
Александр Коршунов: «Вдохновение должно приходить в назначенное время» Александр Коршунов: «Вдохновение должно приходить в назначенное время»

Режиссер Александр Коршунов — о новом спектакле и театре «Сфера»

Монокль
Эль-Ниньо – капризный «ребенок» климатической системы Эль-Ниньо – капризный «ребенок» климатической системы

Что за природный феномен вызывает экстремальные погодные явления во всем мире?

Наука и Техника
Диалог на турецком: к чему быть готовым при ведении бизнеса с турецкими партнерами Диалог на турецком: к чему быть готовым при ведении бизнеса с турецкими партнерами

Об особенностях взаимодействия с Турцией, своеобразии культуры и менталитета

Forbes
Чем полезны креветки: четыре свойства Чем полезны креветки: четыре свойства

Креветки — источник важных витаминов и минералов, но каких именно?

РБК
«Не Диснейленд, а тематический парк на русских национальных кодах» «Не Диснейленд, а тематический парк на русских национальных кодах»

Можно ли создать прибыльный тематический парк в России?

Монокль
Где хранить зимнюю одежду, если у тебя нет шкафов или места в них не хватает: советы организаторов пространства Где хранить зимнюю одежду, если у тебя нет шкафов или места в них не хватает: советы организаторов пространства

Всякий раз оттягиваешь момент, когда нужно убрать зимние вещи?

VOICE
Мокрое дело Мокрое дело

Действительно ли детский энурез так страшен и когда нужно срочно к врачу?

Лиза
12 фраз, которые ни в коем случае нельзя говорить партнеру во время секса 12 фраз, которые ни в коем случае нельзя говорить партнеру во время секса

Список фраз, которые стоит избегать в постели

Psychologies
Женские таблетки Женские таблетки

Противозачаточные средства: свойства, не связанные с контрацепцией

Лиза
Самки шимпанзе не перестали играть со своими детенышами в условиях нехватки пищи Самки шимпанзе не перестали играть со своими детенышами в условиях нехватки пищи

Ученые наблюдали за игровым поведением шимпанзе в течение десяти лет

N+1
10 автомобилей, которые почти не изменились за десятки лет 10 автомобилей, которые почти не изменились за десятки лет

Некоторые модели становятся настоящими отступниками, которые не меняются годами

Maxim
Фонотека: как The Velvet Underground опередили время и записали пророческий альбом Фонотека: как The Velvet Underground опередили время и записали пророческий альбом

Как первому альбому The Velvet Underground удалось не попасть во время

Правила жизни
Рождение литературного слова из духа математики Рождение литературного слова из духа математики

Сухово-Кобылина можно в полной мере считать «иксом», «невидимой величиной»...

Наука
Открыть в приложении