20 септември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

За първи път пряко са наблюдавани и измерени ултрабързи вихри в свръхпроводници (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 24 юли 2017 в 00:0031300
Снимката показва четири различни изображения на вихри, проникващи в свръхпроводящ оловен филм със скорост до около 20 км / сек. Траекториите на вихрите, които се виждат като размазани линии, показват дървовидна структура с едно стъбло, което се разлага на серия от разклонения. Всяко изображение е направено с различно магнитно поле и е с размер 12 х 12 μm2. Снимка: Yonathan Anahory / Hebrew University

Изследователи извършиха за първи път преки визуални наблюдения и измерване на динамиката свръхбързи вихри в свръхпроводници, съобщи phys.org.

Тяхната техника, описана в списание Nature Communications, може да допринесе за нови разработки на практически приложения чрез оптимизиране на свръхпроводниковите свойства за използване в областта на електрониката.

Група учени от Еврейския институт на Йерусалим (Hebrew University of Jerusalem) засне вихрите, които се движат със скорост от повече от 72 хиляди километра в час, които се развиват вътре в свръхпроводниците. Това е по-бързо от който и да е съществуващ на земята обект и всички космически сонди. 

Свръхпроводимостта е състояние на материята, при което електрическият ток може да протече без абсолютно никакво съпротивление. Това се случва, когато някои материали се охладят под някаква критична температура близо до нула градуса по Келвин. Ефектът може да има различни приложения, от влакове на магнитна възглавница до магнитно-резонансна томография и ускорители на частици. А също и пренос на енергия без загуби и много по-бързи изчислителни машини.

Но свръхпроводимостта и магнитното поле не се "понасят" помежду си. Свръхпроводниците не позволяват магнитно проникване в тяхната вътрешност. Това е т.н. ефект на Майснер (Meissner effect), а свръхпроводимостта, най-общо казано, се потиска в присъствието на магнитни полета, което ограничава възможността да се използват тези материали в реални приложения.

Едно семейство свръхпроводници, наречено тип 2, може да издържат при много по-високи стойности на магнитни полета. Това се дължи на способността им да позволяват на магнитното поле да проникне по квантов начин - на порции или кванти - в локална тръбна форма, наречена вортекс или вихър.

За съжаление, в присъствието на електрически ток тези вихри изпитват сила и могат да започнат да се движат. Движението на вихрите създава електрическо съпротивление, което също представлява пречка за приложението на свръхпроводниците.

Магнитно изобразяване с техниката SQUID на стационарни и бързо движещи се вихри в оловен филм. Imaging of super-fast dynamics and flow instabilities of superconducting vortices / Nature Communications / 2017

Квантуваните магнитни вихри, задвижвани от електрическия ток, определят ключовите електромагнитни свойства на свръхпроводниците. Динамичното поведение на бавните вихри е изследвано подробно, но физиката на свръхбързите вихри при силни потоци остана досега до голяма степен неизследвани.

Авторите използват нова техника за наномащабно сканиране, наречена SQUID, която позволява магнитно изображение в безпрецедентно висока резолюция (около 50 nm - нанометра) и магнитна чувствителност. Техниката е разработена през последното десетилетие в Института Вайцман и в момента се реализира в лабораторията на Еврейския университет.

С помощта на този микроскоп изследователите наблюдават вихрите, протичащи през тънък свръхпроводящ филм при честота десетки GHz и се движат със скорости много по-бързо, отколкото по-рано е смятано за възможно, до около 72 000 км / ч.  Такъв обект ще обиколи Земята за малко повече от 30 минути.

В публикуваното видео се вижда, че при ниски токове, вихрите вътре в свръхпроводника изглеждат като светли точки, докато при силни токове се ускоряват до скорост 20 километра в секунда. Това е сравнимо със скоростта, с която Земята се движи около Слънцето. Освен това, авторите са уверени, че ако свръхпроводника се охлади още повече, скоростта може да стане по-висока.

Според учените, това откритие ще позволи да се създаде свръхпроводяща електроника на бъдещето и да се намерят отговори на много въпроси в сферата на електромагнитните полета и токовете на свръхвисоките енергии


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Виц на деня: 13 септември
Виц на деня: 13 септември
13 септември 2019 в 00:003637
Защо не можем да се стоплим?
Защо не можем да се стоплим?
13 септември 2019 в 10:273474
Виц на деня: 13 септември
Виц на деня: 13 септември
13 септември 2019 в 00:00
Защо не можем да се стоплим?
Защо не можем да се стоплим?
13 септември 2019 в 10:27
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.