Фізики відкрили найшвидший об’єкт на Землі, Журнал Популярна Механіка
Всі надпровідники мають незвичайну властивість - вони «не люблять» магнітне поле і прагнуть виштовхнути його назовні, якщо лінії цього поля з ними контактують. Якщо сила поля перевищує певне значення, надпровідник різко втрачає свої властивості та стає «звичайним» матеріалом.
Цей феномен, який фізики називають "ефектом Мейснера", працює неоднаково в різних надпровідниках. У надпровідниках першого роду магнітне поле не може існувати в принципі, а в їх «побратимах» другого роду магнітне поле може проникати на невеликі відстані в тих точках, де поєднуються надпровідні та ненадпровідні властивості.
Феномен відкрив у 1957 році радянський фізик Олексій Абрикосов, за що він, а також Віталій Гінзбург та Ентоні Леггет отримали у 2003 році Нобелівську премію з фізики. Той самий феномен «часткового проникнення» магнітних полів породжує всередині надпровідника «воронки», кільцеві електричні струми, які називають «вихорами Абрикосова».
Квантовий характер цих вихорів, а також їхня стабільність і передбачуваність давно привертають увагу фізиків, які намагаються створити квантові або світлові комп'ютери.
Ембон та його колеги з Ізраїлю, України та США отримали перші знімки вихорів Абрикосова, що виникають усередині надпровідника. Щоб отримати фотографії, ізраїльські фізики створили надчутливий датчик магнітного поля на базі надпровідників, здатний «бачити» джерела магнітних полів розмірами 50 нанометрів та реєструвати зміни сили полів та їх спрямованості.
Датчик вчені використовували для спостережень за тим, що відбувається всередині свинцевої плівки, охолодженої до температури, близької до абсолютного нуля. У таких умовах свинецьперетворюється на надпровідник другого роду, що дозволило Ембону та його колегам простежити за тим, як вирви прискорюють біг із зростанням напруги.
Коли вчені отримали перші результати вимірів, вони не повірили очам — вирви рухалися з надзвичайно високою швидкістю, близько 72 тисяч кілометрів на годину.
Це майже в 59 разів більше швидкості звуку і можна порівняти з тією швидкістю, з якою Земля рухається навколо Сонця, в десятки разів більша за швидкість руху окремих атомів і молекул в атмосфері Землі. Крім того, всі рукотворні об'єкти, навіть найшвидші з них — зонди New Horizons і «Вояджер», рухаються повільніше від воронок у надпровідниках.
Але важливий не сам рекорд, а те, що вирви рухаються приблизно в 50 разів швидше, ніж електрони всередині надпровідника. Поки що у фізиків немає жодних пояснень тому, що розганяє воронки і чому вони періодично зливаються один з одним і об'єднуються в ланцюжки, що суперечить усім уявленням про їхню поведінку.
Як показують теоретичні розрахунки Ембона та його колег, 72 тисячі кілометрів на годину не межа швидкості для цих квантових структур. Якщо надпровідник охолодити ще сильніше та підвищити напругу, то можна буде розігнати вирви ще сильніше. Вчені сподіваються, що подальші спостереження за цими об'єктами допоможуть розкрити природу цих вихорів та наблизять нас до створення «кімнатних» надпровідників та електроніки на їх основі.