Ученые изобрели магнитные переключатели для управления завихрениями тока в сверхпроводниках. Разработка поможет значительно улучшить сверхпроводящие свойства материалов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

В сверхпроводящих материалах электрическое сопротивление практически равно нулю, то есть свободные заряды передвигаются в них практически без препятствий. Однако из-за этого возникают спонтанные «торнадо» — завихрения в потоке электронов. Они создают дополнительное сопротивление и снижают сверхпроводящие свойства. Международная группа ученых создала магнитное устройство, с помощью которого можно управлять этими вихрями.

Разработка ученых представляет с собой тонкую пластину, которая кладется на сверхпроводник. Каждая ячейка этой пластины состоит из крошечного магнита, длиной порядка нанометра. Изменяя ориентацию этих наномагнитов, можно влиять на свойства сверхпроводника. В серии экспериментов ученые смогли контролировать, в каких местах будут возникать электронные «торнадо» и даже перемещать их.

В предыдущих исследованиях ученым удавалась зафиксировать положение вихрей, но не получалось изменять их положение. В результате закрепленные «торнадо» оставались на одном и том же месте. В новом исследовании наномагниты можно «включать» и «выключать» в любых, не обязательно одних и тех же, местах. Разработка дает исследователям гораздо большую свободу действий. Изменяя места вихрей, можно в режиме реального времени управлять параметрами сверхпроводящего материала.