Физики предсказали образование триплетных куперовских пар при отсутствии магнитного упорядочивания

Физики предсказали образование триплетных куперовских пар при отсутствии магнитного упорядочивания

Физики-теоретики из Финляндии и Германии предложили схему, в которой образование триплетных куперовских пар происходит даже при отсутствии магнитного упорядочивания или внешнего магнитного поля. Для этого они использовали два трехмерных топологических изолятора, соединенные сверхпроводником. Предложенная схема будет полезна для создания спинтронных сверхпроводящих устройств. Статья опубликована в Physical Review Letters.

При низких температурах в сверхпроводниках образуются куперовские пары — связанные состояния электронов с противоположными импульсами. Из-за того, что суммарный спин пары обязательно должен быть целым, она является бозоном, а потому куперовские пары склонны собираться в самом низком энергетическом состоянии (это явление называют бозе-конденсацией). Собственно, из-за этого материал и становится сверхпроводником. Подробнее прочитать про образование куперовских пар и различные механизмы сверхпроводимости можно в нашем материале «Ниже критической температуры».

В обычной ситуации спины электронов в паре направлены противоположно, так что их суммарный спин получается равным нулю. Такие состояния называются синглетными. Однако в некоторых случаях могут возникать состояния, в которых спины электронов направлены в одну сторону — тогда суммарный спин пары будет равен плюс или минус единице (разумеется, это никак не мешает бозе-конденсации). Такие состояния называются триплетными, по аналогии с триплетными состояниями атомов. И хотя в обычной электронике подобные нюансы роли не играют, в спинтронике — науке, которая работает со спиновыми токами — они могут играть важную роль.

На данный момент физики относительно хорошо научились создавать триплетные куперовские пары, используя магнитное упорядочивание материалов или внешнее магнитное поле. Например, такие состояния напрямую наблюдались на границах сверхпроводник-ферромагнетик. Тем не менее, магнитные поля сравнительно сложно быстро переключить, а потому управлять спинами частиц удобнее с помощью электронных процессов.

В новой статье группа из трех ученых под руководством Бьёрна Трауцеттеля (Bj

N+1

Похожие новости:
Российское образование вошло в топ-10 лучших в Европе
Образование, полученное в вузах России, в европейском рейтинге занимает восьмое место, в общемировом — 13-е. Российская система образования вошла в десятку лучших в Европе. По данным исследования, которое провела аналитическая компания Economist Intelligence Unit, являющаяся подразделением британского ..
2014-05-12 1418 0 Наука и образование
0
Физики смоделировали образование нуклонных кластеров при слиянии тяжелых ионов
Физики с помощью численного моделирования показали, какие нуклонные кластеры образуются в первые моменты после слияния тяжелых ядер. В частности, слияние ядер кислорода-16 приводит к возникновению промежуточного осциллирующей системы, которая может испускать альфа-частицы, сообщают ученые в статье в Physical ..
2017-12-18 4451 0 Наука и образование
0
Физики смоделировали образование планеты с помощью бусинки и пылинок в невесомости
Астрофизики экспериментально исследовали процесс столкновения массивной частицы и сгустка пыли в невесомости, который происходит на ранних этапах формирования планет. Для этого ученые снимали объекты на скоростную камеру во время свободного падения в вакуумной камере. В результате исследователи установили ..
2019-02-26 518 0 Наука и образование
0
Теоретики изучили сверхтекучие черные дыры
Ученые из Канады и Сингапура предсказали, что в термодинамике некоторых черных дыр может наблюдаться особый фазовый переход лямбда-типа. Аналогичное явление существует в физике конденсированного состояния, например, при переходе жидкого гелия в состояние сверхтекучести. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.Такая ..
2017-01-18 5114 0 Наука и образование
0
В МГУ ударили облака
Ученые МГУ изучили образование нитевидных скоплений вещества (филаментов) при столкновении ударной волны с молекулярными облаками в межзвёздной среде. Исследование было опубликовано в журнали Computers and Fluids, сообщили «Ленте.ру» представители университета.В своей работе ученые исследование ситуацию, когда ..
2018-04-09 5192 0 Наука и образование
0
Голливуд назвали стимулом роста популярности физики среди молодежи
Число студентов-физиков в британских вузах за последние четыре года выросло почти в полтора раза, сообщает The Independent. По мнению ученых, популярность физики связана с фильмами (вроде «Интерстеллара» или «Гравитации»), а также широким освещением в СМИ таких проектов, как Большой адронный коллайдер ..
2015-04-01 1056 0 Наука и образование
1
Германия запустила термоядерный реактор с водородной плазмой
Институт физики плазмы Общества имени Макса Планка в немецком городе Грайфсвальд 3 февраля запустил термоядерный реактор Wendelstein 7-X с водородной плазмой. Прямая трансляция мероприятия была организована на сервисе Livestream. Пуск реактора Wendelstein 7-X с водородной плазмой состоялся в 17:25 ..
2016-02-04 1337 0 Наука и образование
0
В Москве пройдет научный фестиваль «День физики»
28 и 29 ноября 2015 года в культурном центре «ЗИЛ» пройдет последний в этом году научный фестиваль «Умной Москвы». Мероприятие будет посвящено физике. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».Основой программы для детей станут мастер-классы. Их продолжительность — 45-50 ..
2015-11-26 6556 0 Наука и образование
0
Все лекции MIT теперь можно прослушать через Интернет
На официальном сайте Массачусетского технологического института пользователи смогут найти записи лекций, семинаров и обучающих курсов ведущих профессоров MIT. Учебные материалы представлены как в виде видеоуроков, так и в виде аудиофайлов. Чтобы повысить свой образовательный уровень, нужно знать ..
2013-08-3 1424 0 Наука и образование
0
В ЦЕРНе построят новый суперколлайдер
В четверг физики ЦЕРНа объявили о планах строить новый кольцевой суперколлайдер, который, как они считают, сможет стать достойным преемником Большого адронного коллайдера LHC.  Это, конечно, не значит, что 27-километровый БАК устарел. После обнаружения частицы, которая, скорее всего, ..
2014-02-07 1283 0 Наука и образование
0
Ученые на встрече в Москве рассказали о физике будущего
Научное ток-шоу «Физика будущего» прошло в МИА «Россия сегодня» и собрало ведущих российских ученых. Первый тематический раунд был посвящен ядерной физике. Руководитель лаборатории экспериментальной ядерной физики НИЯУ «МИФИ» Юрий Ефременко рассказал о свойствах нейтрино. При этом он подробно ..
2015-04-28 1262 0 Наука и образование
0
Физики анонсировали создание «микроба Шредингера»
Американские физики объявили о своем плане поместить живой организм в два состояния одновременно — чтобы продемонстрировать применимость квантовой механики к биологии. Опыт анонсирован в журнале препринтов arXiv, а коротко о нем сообщает The Guardian. Ученые хотят поместить обычный микроб в состояние неопределенности, ..
2015-09-19 1113 0 Наука и образование
0
Физики впервые получили трехмерные скирмионы
Физики впервые получили трехмерные скирмионы — объемные структуры в конденсате Бозе — Эйнштейна с упорядоченной вихревой структурой спинов, в которой спины в центре и на краю имеют противоположное направление. Устойчивый клубок электрического и магнитного полей в этом трехмерном скирмионе можно ..
2018-03-06 5638 0 Наука и образование
0
Президент «Курчатовского института» рассказал о междисциплинарном образовании
Президент национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук рассказал о системе междисциплинарного образования для студентов физико-технических специальностей. Об этом он сообщил в интервью газете «Известия», опубликованном во вторник, 13 декабря.По словам главы центра, в «Курчатовском институте» существует проект ..
2016-12-14 3468 0 Наука и образование
0
Российские физики объединятся для создания нового коллайдера в Сибири
 Физики российских НИИ, которые сейчас участвуют в создании коллайдера NICA в подмосковной Дубне, планируют объединиться для реализации перспективного проекта в Институте ядерной физики (ИЯФ, Новосибирск), сообщил РИА Новости замдиректора сибирского института Евгений Левичев. "Первый из шести одобренных ..
2017-01-07 3081 0 Наука и образование
0