Российские физики создают сверхпроводящую "вихревую" память
Физики из МФТИ и их зарубежные коллеги научились управлять так называемыми вихрями Абрикосова, магнитными "воронками" в сверхпроводниках, что открывает дорогу для создания памяти для световых и квантовых компьютеров будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Сверхпроводники второго рода используются повсеместно: это и медицина, и энергетика, и многие другие отрасли промышленности. "Вихревая материя", в свою очередь, определяет свойства сверхпроводников. Поэтому контроль над ней и ее изучение - важнейшие задачи современной физики", - заявил Иван Вещунов из Московского Физтеха, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Все сверхпроводники обладают необычным свойством - они "не любят" магнитное поле и стремятся его вытолкнуть наружу в том случае, если линии этого поля с ними контактируют. Если сила поля превышает определенное значение, то тогда сверхпроводник резко теряет свои свойства и становится "обычным" материалом.
Этот феномен, который физики называют эффектом Мейснера, работает неодинаково в разных сверхпроводниках. В сверхпроводниках так называемого первого рода магнитное поле не может существовать в принципе, а в их "собратьях" второго рода магнитное поле может проникать на небольшие расстояния в тех точках, где сочетаются сверхпроводящие и несверхпроводящие свойства.
Данный феномен был открыт в 1957 году советским физиком Алексеем Абрикосовым, за что он, а также Виталий Гинзбург и Энтони Леггет получили в 2003 году Нобелевскую премию по физике.
Как объясняют Вещунов и его коллеги, этот же феномен "частичного проникновения" магнитных полей порождает внутри сверхпроводника особые магнитные "воронки", кольцевые электрические токи, которые сегодня ученые называют "вихрями Абрикосова".
Квантовый характер этих вихрей, а также их стабильность и предсказуемость давно привлекают внимание физиков, пытающихся создать квантовые или световые компьютеры и нуждающиеся в надежных и быстрых запоминающих устройствах, способных напрямую работать с подобными вычислительными устройствами.
Ученые из МФТИ и университета Бордо сделали большой шаг к реализации этой задачи, научившись управлять движением таких вихрей внутри сверхпроводника, используя лазерные импульсы. Идея того, как это можно сделать, достаточно проста - для этого необходимо просто нагреть соседний с вихрем участок до таких температур, при которых сверхпроводящие свойства почти исчезнут, что заставит вихрь "перескочить" в этот участок.
Проблема заключается в том, что осуществлять подобный "прогрев" нужно осторожно, чтобы не разрушить сам вихрь. Руководствуясь этой идеей, российские и французские физики разработали специальную программу управления лазером, которая позволила им построить первые ячейки памяти на базе вихрей Абрикосова и использовать их для "написания" двух букв - A и V - при помощи этих магнитных "воронок".
Конечно, подобная технология еще далека от практического использования, однако, как считают российские физики, реализация подобного эксперимента говорит о том, что вихри Абрикосова действительно можно использовать для создания памяти для компьютеров будущего.
