Ученые сфотографировали самый быстрый объект на Земле

Источник материала:

Исследователи провели первое прямое визуальное наблюдение вихрей в сверхпроводниках — и их скорость оказалась намного выше ожидаемой. Научная работа об этом опубликована в журнале Nature Communications, кратко об этом рассказывает издание Phys.org.

Сверхпроводимость — это характеристика некоторых материалов, которые при критической температуре способны пропускать электрический ток без сопротивления. Этот эффект используется в самых разных сферах — от поездов на магнитной левитации до магнитно-резонансных томографов и ускорителей частиц.

Применение сверхпроводников ограничено тем, что сверхпроводимость подавляется в присутствии магнитных полей. Однако некоторые сверхпроводники — сверхпроводники II рода — более устройчивы к магнитным полям.

При температуре ниже критической они способны пропускать магнитный поток в виде квантованных вихрей (их также называют вихрями Абрикосова). Правда, при наличии электрических токов эти вихри могут начать двигаться, а это мешает практическому применению сверхпроводников.

Сейчас международная команда исследователей под руководством Эли Зельдова из Еврейского института в Иерусалиме продемонтрировала, как вихри движутся в сверхпроводнике и какую скорость они могут развивать.

Они использовали новый метод микроскопии, который позволяет получать магнитные изображения с беспрецедентным разрешением — около 50 нм. Они наблюдали вихри, которые пронизывали тонкую сверхпроводящую пленку.

Оказалось, что вихри двигались со скоростью намного выше предполагаемой — до 20 километров в секунду, или 72000 километров в час. Это почти в 60 раз выше скорости звука и в десятки раз больше скорости движения отдельных атомов и молекул в атмосфере.

Скоростью вихрей сопоставима со скоростью, с которой Земля движется вокруг Солнца. Кстати, если бы эти сами вихри двигались вокруг Земли, они обогнули бы планету за 30 минут.

На фото и видео траектории вихрей видны как размытые линии и выглядят как древовидная структура с общим «стеблем».

В будущем эта технология может позволить исследователям уменьшить движение вихрей и улучшить свойства сверхпроводников.