Аномальное поведение очень грязных сверхпроводников
Физики нашли объяснение парадоксальному поведению «очень грязных» сверхпроводников при низких температурах. Эти перспективные материалы можно будет использовать при создании квантового компьютера. Поняв, почему такие вещества не подчиняются стандартной теории сверхпроводимости, ученые смогут создавать максимально изолированные кубиты — элементарные вычислительные единицы квантовых компьютеров. Работа коллектива исследователей при участии сотрудников Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН опубликована в журнале Nature Physics.
Сверхпроводниками называют материалы, в которых при определенных условиях полностью пропадает электрическое сопротивление. Это означает, что электрический ток может протекать по проводам, которые сделаны из такого материала, без потерь, в то время как в обычных проводах часть энергии рассеивается в виде тепла. Сверхпроводимость открыли в начале XX века, но первую феноменологическую теорию, которая объяснила многие ее свойства, разработали в 1950 году Лев Ландау и Виталий Гинзбург. Спустя семь лет американцы Гарри Бардин, Леон Купер и Джон Шриффер создали общую теорию сверхпроводимости (так называемая теория БКШ), которая немедленно удостоилась Нобелевской премии — настолько очевидна была колоссальная значимость явления.
В числе прочего теория БКШ предсказывала, как сверхпроводники должны вести себя в магнитном поле. Когда поля небольшие, такие вещества «выталкивают» их из себя, оставаясь при этом сверхпроводящими. Это фундаментальное свойство называется эффектом Мейснера. Если продолжить увеличивать поле, в какой-то момент сверхпроводящие свойства резко пропадают. Значение, при котором магнитное поле подавляет в материале сверхпроводимость, называют критическим магнитным полем. Оно зависит от температуры: чем холоднее, тем критическое поле больше. То есть когда сверхпроводник находится при температуре, близкой к критической, достаточно даже небольших магнитных полей, чтобы вывести его из сверхпроводящего состояния, однако при очень сильном охлаждении (до 1/5 от критической температуры и ниже) эта закономерность исчезает и критическое магнитное поле перестает зависеть от температуры. Теперь, чтобы вывести материал из сверхпроводящего состояния, нужно приложить магнитное поле одной и той же величины — неважно, останется ли сверхпроводник при этой температуре или еще охладится.
«Эта классическая картина зависимости не выполняется для "очень грязных" сверхпроводников, — объясняет один из авторов статьи, Михаил Фейгельман из ИТФ имени Л.Д. Ландау. — Этим термином обозначают сверхпроводники, сделанные из сплавов металлов с сильно нарушенной кристаллической решеткой, практически аморфных. Критическое магнитное поле продолжает примерно линейно увеличиваться при понижении температуры до сколь угодно низких значений, которые можно достичь в эксперименте. Этот факт был известен давно, но никакого внятного объяснения у него не было».
В новой работе ученые смогли понять, какова природа нетипичного поведения «очень грязных» сверхпроводников. Ключевым экспериментом, который позволил это понять, стало измерение еще одного важнейшего параметра сверхпроводников — критического тока. Это максимальное значение незатухающего тока, который может протекать в сверхпроводнике без потерь энергии на рассеяние в тепло. При бо?льших токах вещество теряет сверхпроводящие свойства, то есть в нем появляется сопротивление, и образец вещества начинает нагреваться. Физики измеряли, как критический ток в сверхпроводящей пленке из оксида индия зависит от магнитного поля. Ученые пропускали ток через пленку, находящуюся в магнитном поле, значение которого было чуть меньше критического, и наблюдали, при каком значении тока в образце разрушится сверхпроводящее поведение.
Подобные эксперименты проводились и раньше. Уникальность этой работы в том, что зависимость максимального сверхпроводящего тока от магнитного поля в «очень грязных» сверхпроводниках была измерена при магнитных полях, близких к критическим, и очень низких температурах. «Неожиданно оказалось, что критический ток очень простым образом зависит от того, насколько магнитное поле близко к критическому значению. Это степенная зависимость, степень равна 3/2», — говорит Фейгельман. Кроме того, ученые определили, как критическое поле в пленке оксида индия зависит от температуры.
«Глядя на результаты этих двух экспериментов, мы смогли понять, как они взаимосвязаны, — рассказывает Фейгельман. — Стабильное повышение критического магнитного поля при низких температурах в "очень грязных" сверхпроводниках происходит из-за того, что в сверхпроводящем состоянии, которое реализуется в сильном магнитном поле, существуют тепловые флуктуации так называемых абрикосовских вихрей (квантовые вихри сверхтока, которые появляются в сверхпроводниках под воздействием внешнего магнитного поля, которое именно таким образом проникает в сверхпроводник). И мы нашли способ, как описать эти флуктуации». Предсказания созданной авторами работы теории хорошо описывают полученные экспериментальные данные.
«Очень грязные» сверхпроводники, также называемые сильно неупорядоченными сверхпроводниками, представляют собой активную область исследований в современной физике. Обычно, чем больше «беспорядка» в металле, тем хуже он проводит электрический ток. При понижении температуры проводимость неупорядоченных металлов увеличивается. «Очень грязные» сверхпроводники ведут себя иначе: в обычном состоянии они являются слабыми диэлектриками и при охлаждении проводят ток все хуже и хуже, но по достижении критической температуры скачкообразно превращаются в сверхпроводники. «Сверхпроводник и диэлектрик — противоположные по свойствам состояния, именно поэтому удивительно, что в таких веществах они могут переходить одно в другое, — поясняет Фейгельман. — Хотя "очень грязные" сверхпроводники изучают уже 25 лет, полноценной теории, которая бы объясняла все их странности, до сих пор нет».
В последние годы интерес к неупорядоченным сверхпроводникам дополнительно возрос благодаря появлению новых областей, где такие вещества оказались очень востребованными. Например, «очень грязные» сверхпроводники идеально подходят для изоляции от всевозможных помех сверхпроводящих квантовых битов — элементарных вычислительных единиц квантового компьютера. Удобнее всего изолировать их от внешнего мира при помощи элементов с очень высокой индуктивностью. Она определяет, насколько силен будет магнитный поток, создаваемый протекающим в системе электрическим током. Индуктивность вещества тем больше, чем меньше в нем плотность проводящих элементов, а этот параметр уменьшается с ростом «грязи» в сверхпроводниках.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - ...
Последние аномальные новости

Больная женщина родила здоровых близнецов

Впервые внедрили бионическое сердце с беспроводной зарядкой

Женщина приехала в больницу с болью в животе, а ушла с ребенком

Загадочный скелет нашли в египетской пирамиде

Землю убьет сгусток энергии, выброшенный черной дырой

Катя Лель рассказала, как выглядят инопланетяне

Корабль инопланетян пролетел возле МКС

Красноярский геолог открыл новый минерал

Кто из молодых станет супердолгожителем

Кто-то поджег небо над Екатеринбургом

Люди были созданы как хранилища данных инопланетян

Много людей верит в экстрасенсорные способности

Названа причина отупения людей

Названы самые загадочные места России

НЛО в форме пирамиды пролетел над Мехико

Ныряльщик встретил десятиметрового морского змея

Обезьяна похитила ребенка и отказалась его отдавать

Одержимая девушка заразила 13 своих подруг

Озёра жидкой воды на Церере могут существовать миллионы лет

Пациентка написала 4972 письма пластическому хирургу

Певец погрузился в тему НЛО и паранормальных явлений

Плазмоид заметили в батутном парке

Проект Mars One. Не спешите нас хоронить

Решена загадка продления жизни сном

Россия показала уникальный розовый бриллиант

Серия фильмов о Гарри Поттере получит продолжение

Солнечное гало в Британской Колумбии

Счастливые числа покойного отца принесли выигрыш в лотерее

Тайна гибели группы Дятлова. Есть одна правдоподобная версия

Телепортация в китайской провинции Цзилинь

Игровые автоматы казино Super-Slots

Близится конец света. Рухнул священный Мамврийский дуб

Болид пролетел над Кемерово

В Африке впервые за 100 лет запечатлели черного леопарда

ВВС США намерены оснастить истребители лазерным оружием

Вспышки света и странный гул в районе Сиэтла

Выдвинута основная версия гибели группы Дятлова

Дата 14 февраля 2019 года станет роковой для человечества

Девушка влюбилась в зомби-куклу

Жуткие облака над Этной предвещают Апокалипсис

Загадочный Канделябр Паракаса

ИИ поможет определять гостиничные номера, в которых укрывают детей

ИИ продемонстрировал ту же точность, что и опытные врачи

Искусственному интеллекту доверят бороться с Россией

Магазин продает детские скелеты, части тел и куски плоти

Мегалиты Европы берут начало из одного региона

НЛО устроили световое шоу над Манхэттеном

Новые подробности в деле о трагедии группы Дятлова

Озеро на Марсе указало на вулканическую активность

Подтвердили падение метеорита на Кубани

Почему молчат инопланетяне

Происхождение светлых пятен на поверхности Цереры

Радиосигналы помогут найти темную материю

Смерть звезды помогла Земле стать обитаемой

Странные световые взрывы в атмосфере Земли

Таинственное исчезновение Брэндона Свенсона

Технополис Эра займется разработкой оружия будущего

Тревожный гул из недр Земли

Три солнца взошло над Ямалом

Цифровое бессмертие. Сознание как программное обеспечение

Шарообразный НЛО заметили неподалеку от Лас-Вегаса

Ватикан предъявил логотип новой единой мировой религии

ГМО. Так можно или нельзя

Группа НЛО напугала жителей Техаса

Два инопланетных звездолета обнаружены на астероиде Веста

Две тысячи ранее неизвестных микробов нашли в теле человека

Женщина с редким даром способна пробовать на вкус имена людей

Мегалиты появились 7000 лет назад во Франции

Миллиардер прикинул стоимость переезда на Марс

На Марс никто не полетит. Проект Mars One обанкротился

Найден реальный способ долететь до других звезд

НАСА соревнуется с Роскосмосом за право первого контакта

Нацисты были на южном полюсе, но были ли там их базы

Нечто аномальное попало в объектив камеры наблюдения

НЛО наблюдал за женским футбольным матчем

Почему люди любят посещать дома с привидениями

Причина малого ледникового периода кроется в истреблении индейцев

Раскрыли тайну подземного хода в Выборгский замок

Река в Индонезии уходит под землю

Руины Геди - одна из главных загадок Кении

Фирма NEC научила ИИ опознавать человека, даже если он скрывается

В земной атмосфере замечены вспышки непонятного происхождения

В руки уфологов попали куски обшивки НЛО

Десять страшных легенд и проклятых мест Петербурга

Древний артефакт найден на Луне

За секретными учениями военных следил НЛО

Загадочные мегалиты Земли

Излучение черных дыр поможет найти частицы темной материи

Как определить возраст Великого Сфинкса

Киборги сегодня и через 500 лет

Межзвездный астероид Оумуамуа является инопланетным зондом

Можно ли построить станцию на астероиде

Найден загадочный предок человека

Начинается время Махди

Несколько вопросов к следствию по делу о гибели группы Дятлова

Оценили готовность людей убивать роботов

Разгадали тайну появления жизни на Земле

Расшифровано библейское пророчество о конце света

Родился ребенок размером со шприц

Сервис YouTube уберет видео о плоской Земле и рептилоидах

Сериал 'Проект Голубая книга' продлен на второй сезон

Психология богатых. Чего никогда не делают обеспеченные люди

Особенности игры в казино Азино 777

Дольмены древнего Северного Кавказа строили без посторонней помощи

Единственный в своем роде инопланетный сигнал

Есть ли разумная жизнь во Вселенной

Загадка ростовского саркофага

Загадочные Белые существа из лесов Западной Вирджинии

Загадочные исчезновения людей в парке Грэйт Смоки Маунтинс

Интересны факты о знаках Зодиака

Итальянцы видят в Трампе Бога-Императора человечества

Кому принадлежит Луна и ее полезные ископаемые

Куб Боргов заметили у Солнца

Ледяной диск в Дагестане как ещё один ответ астрофизикам

Мальчик рассказал о том, что с ним было до рождения

Назван день, когда может начаться Третья мировая война

Найдены подводные убежища инопланетян

Падение огромного метеорита в Венесуэле

Пророчества, перевернувшие ход времени

Сигарообразный НЛО пролетел над Калифорнией

Странная голубая вспышка над Великобританией

Филадельфийский эксперимент. Удачная мистификация или телепортация

Шпионские экспедиции ЦРУ в горы Непала

Американской провидице приснилась Нибиру

Битва экстрасенсов отбирает кадры для спецслужб

Видеокамеры МКС сняли два пролетевших мимо НЛО

Времена Ноя снова пришли

Два НЛО плясали в небе Германии

Древний ядерный могильник

Заболевание превратило мальчика в оборотня

Загадочные звуки в Иллинойсе

Какие люди стареют медленно

Коза-циклоп появилась на свет в Индии

Кромешный туман окутал графство Норфолк

Мальчик, совершавший чудеса

Миллиардер хочет полететь в космос в течение 4-5 месяцев

Настоящая история Летучего Голландца

Нашли соль в окрестностях новорожденной звезды

НЛО заметили в Брянске

Планер будет парить над поверхностью Марса

Почему восстания машин можно пока не бояться

Призрачные яблочки вырасли в Мичигане

Россия начнет строить базу на Луне в 2034 году

Рядом с туманностью Ориона заметили НЛО

Самая далекая планета оказалась блином

Сколько зарабатывают звезды Битвы экстрасенсов

Смертельная болезнь, превращающая оленей в зомби

Таинственные исчезновения на острове каннибалов

Уточнены размеры метеорита упавшего на Луну во время затмения

Уфолог наблюдал за НЛО ромбовидной формы

Человеческие тексты научат ИИ морали

Человечество исчезнет к концу века

Что делать, если вы увидели привидение

Интересные онлайн тесты по русскому языку для первоклассников

Мобильная версия Казино Х ждет вас

Достоинства игорного ресурса Азино777

А может наша жизнь - просто сон

Воображаемые друзья детей оказались чем то жутким

Генная инженерия и клонирование пугают все больше

Женщина прожила 11 лет с пулей в ухе

Женщина столкнулась с разгневанным йови

Злой призрак преследует пенсионерку

Знаменитости с самыми странными убеждениями

Корпорация Microsoft опасается за свою репутацию из-за ИИ

Люди часто винят в своих бедах какие-то посторонние силы

Магнитные поля на Солнце ведут себя иначе, чем считалось

Монах Авель сделал пророчество о России

НЛО над Пентагоном обсудили в ООН

Обнаружили загадочное пятно в атмосфере Нептуна

Повысили риск столкновения астероида с Землей

Последний снимок охотника за экзопланетами

Путешествуйте по чужим мирам с новыми мультимедийными удовольствиями

Солнечное гало в огнях заката Миннесоты

Странная зона, где невозможно завести автомобиль

Тело мужчины шесть лет пожирало себя изнутри

Школьник из Джорджии рассказал о встрече с двумя НЛО

Гибель группы Дятлова. НЛО, секретное оружие и другие дикие версии

Женщина заболела после встречи с человеком с черными глазами

Жителя Орегона хотели похить инопланетяне

Загадочные снежные рулоны на полях Англии

Загадочный грохот в небе Нового Орлеана

Загадочных крысочервей обнаружили в Австралии

Зловещее знамение на пляже Флориды

Йети следил за туристами в лесу

Космонавт Крикалев рассказал, что Земля круглая

Названа неожиданная причина появления человека

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика