Магнитное поле в сверхпроводнике показало невиданные свойства

Во время экспериментов с веществом в низкотемпературном состоянии Руслан Прозоров (Ruslan Prozorov), физик из лаборатории Эймса (Ames Laboratory), случайно обнаружил необычное поведение магнитного поля внутри сверхпроводников.

Слева — “пенообразные” доменные структуры, найденные Прозоровым, справа — известные ранее структуры Ландау, считавшиеся единственными (фото DOE/Ames Laboratory).

Суть неожиданного открытия заключается в том, что конфигурация магнитного поля в сверхпроводнике существенно зависит от формы образца. По словам Руслана Прозорова, если взять пару сверхпроводящих образцов одинаковой массы и одинакового объёма, то даже небольшое изменение формы одного из них приведёт к резким различиям их поведения в магнитном поле.

Физикам давно известно, что в сверхпроводнике “в ответ” на сильное магнитное поле образуются так называемые доменные структуры Ландау. Они имеют форму лабиринтов, и внутренне магнитное поле повторяет их форму. Однако, работая со свинцовыми сверхпроводящими образцами, охлаждёнными до 7,2 кельвина, Прозоров вдруг обнаружил, что внутри проводника образовались домены совсем другой структуры, по форме напоминающие мыльную пену.

Пытаясь разобраться с этой непонятной ситуацией, учёный обнаружил, что доменная структура магнитного поля существенно зависит от формы проводника. Так, в его экспериментах использовались свинцовые сферы. Однако в прежних исследованиях опыты проводились с плоскими образцами, поэтому о других структурах, кроме доменных структур Ландау, никто не подозревал.

Как сообщает доктор Прозоров, удалось пронаблюдать различные конфигурации магнитного поля в сверхпроводниках сферической, конической и пирамидальной форм.

Подробности этого исследования описаны в статье в журнале Physical Review Letters.

К слову, магнитное поле озадачивает учёных нередко. В космосе — недрами Меркурия, четырьмя полюсами, засасыванием материи, звёздными Франкенштейнами. В наномире — ржавыми наномагнитами и наноцепочками. А в обычной жизни оно заставляет левитировать кровати с телефонами и укрепляет мозги.
Полезные ссылки:

Законодательство Республики Беларусь по темам