Ультракороткие импульсы тока позволяют преодолеть критические пределы в сверхпроводниках

Ученые открыли способ обхода критических пределов в сверхпроводимости

Традиционно сверхпроводимость сталкивается с серьезными ограничениями, связанными с движением магнитных вихрей внутри материала. Эти вихри вызывают локальный нагрев, что в конечном итоге приводит к разрушению сверхпроводящего состояния. Однако исследователи обнаружили инновационный метод, позволяющий обходить это ограничение. Использование сверхкоротких импульсов тока позволяет пропускать через материал энергию, значительно превышающую стандартные пределы, так как импульсы длительностью всего несколько пикосекунд просто не дают вихрям возможности начать движение и создавать тепло.

Для реализации этого прорыва ученые разработали специальную платформу с фотопроводящими ключами, которыми управляют мощными лазерными всплесками. Эта установка обеспечивает мгновенную передачу энергии в микроскопические образцы сверхпроводников. Благодаря такой методике исследователи смогли достичь так называемого тока разрыва пар Купера — фундаментальной внутренней границы сверхпроводимости. Это открыло возможность изучать те фундаментальные процессы, которые ранее были скрыты из-за медленных тепловых эффектов, возникающих при обычной подаче электрического тока.

В ходе эксперимента были протестированы два различных типа сверхпроводящих материалов с разной внутренней структурой. Первый из них демонстрировал резкий скачок и мгновенное разрушение проводимости при достижении критической мощности, в то время как второй проявлял постепенное и плавное ослабление свойств. Такие различия обусловлены симметрией энергетических зон и микроскопическим строением вещества. Полученные результаты могут стать основой для создания сверхмощных магнитов и высокопроизводительных квантовых процессоров, открывая новые горизонты для развития современной оптоэлектроники.