Учені використали терагерцове світло для вивчення частинок у суперпровідних вихорах
Команда дослідників з Рутгерса та Естонії використала невидиме терагерцове випромінювання, щоб виявити та вивчити дві групи частинок, ув'язнених у магнітні вихори суперпровідників.
Дослідники з Рутгерса та Естонії використали невидиме світло, щоб зазирнути всередину мікроскопічних магнітних вихорів у суперпровідниках, відкривши деталі, які допоможуть розробляти кращі матеріали для транспортування електрики. Дослідження, опубліковане у журналі Physical Review Letters, дозволяє розрізнити дві групи частинок, ув'язнених у цих вихорах, і виміряти їхні властивості, які традиційні методи не розрізняли.
Суперпровідники здатні проводити електрику без втрати енергії у вигляді тепла, і їх використовують для створення потужних магнітів у МРТ-сканерах та прискорювачах частинок. Однак у багатьох суперпровідниках магнітні поля створюють мікроскопічні вихори. Коли ці вихори рухаються, енергія втрачається. З'ясування вмісту та поведінки цих вихорів може допомогти розробити матеріали, які працюватимуть надійніше у сильних магнітних полях. Співавтор дослідження Джірш Бламберг зазначив: «Це дає новий спосіб подивитися всередину [вихорів]».
Вихори складаються з циркулюючого електричного струму навколо вузького ядра, де суперпровідність послаблюється. Частинки в цих «отворах» поводяться за законами квантової фізики. Для проведення експерименту дослідники використали тонкі плівки на основі заліза, виготовлені методом контрольованого атомного нашарування. Товщина цих плівок становила 40 нанометрів, це в тисячу разів тонше за людське волосся.
Вимірювання проводилося в Національному інституті хімічної фізики та біофізики в Таллінні, Естонія. Дослідники пропустили крізь плівки терагерцове випромінювання, різновид невидимого світла, і виміряли зміну поляризації. Одна група частинок реагувала на світло з лівою поляризацією, інша на світло з правою, і це дало змогу розділити їх та вивчити окремо. Підхід дає змогу вивчати внутрішні властивості матеріалів, змінюючи їхній склад.
Джерела
- Phys.org: Terahertz light distinguishes two groups of particles trapped inside superconducting vortices
Фото: RephiLe water, Unsplash (Unsplash License)