13 сентября 2026 г.
Ученые МИФИ обнаружили термическое переключение магнитных вихрей в квазикристаллах
Исследователи МИФИ, МФТИ и НИУ ВШЭ показали, как температура меняет структуру магнитных вихрей в сверхпроводящих квазикристаллах.
Исследователи НИЯУ МИФИ, МФТИ и НИУ ВШЭ описали ранее неизвестный эффект в сверхпроводящих квазикристаллах. При изменении температуры магнитные вихри внутри материала переходят из хаотичной структуры в упорядоченную треугольную решетку. Работа опубликована в журнале Physical Review B.
Температура меняет расположение вихрей
Ученые изучили вихри Абрикосова, которые возникают в сверхпроводнике под действием магнитного поля. При температурах, близких к абсолютному нулю, вихри удерживаются естественными ловушками квазикристаллической решетки. Из-за этого они формируют неповторяющийся апериодический узор.
При нагревании вихри получают возможность покидать эти ловушки. Их расположение постепенно определяется уже дальнодействующим взаимодействием, которое приводит к образованию классической треугольной решетки.
| Условие | Наблюдаемая структура |
|---|---|
| Сверхнизкая температура | Аперiodическое расположение в ловушках решетки |
| Нагрев до критической температуры | Упорядоченная треугольная решетка вихрей |
Квазикристаллы отличаются дальним ориентационным порядком, но не имеют обычной периодичности атомной структуры. Поэтому стандартные методы физики твердого тела плохо описывают поведение таких материалов. Для расчета магнитного поля исследователям пришлось разработать собственный теоретический метод.
Почему результат важен для исследований
Работа показывает, что температурой можно управлять конкуренцией двух факторов. Квазипериодический потенциал стремится удерживать вихри в сложном узоре, а их взаимное отталкивание способствует упорядоченной структуре. Авторы рассматривают этот эффект как возможную основу для разработки сверхпроводников с термическим контролем вихревой материи.
Практические применения пока не заявлены как готовые технологии. Результат относится к фундаментальным исследованиям и требует дальнейшей проверки на конкретных материалах и экспериментальных установках.
Как использовать исследование в учебной работе
Студентам, которые готовят реферат или курсовую по физике конденсированного состояния, следует разделять подтвержденные результаты и перспективы. В работе можно разобрать:
- различия между обычными кристаллами и квазикристаллами;
- природу вихрей Абрикосова;
- влияние температуры на устойчивость вихревых состояний;
- роль компьютерного моделирования в исследовании сверхпроводников.
Перед цитированием стоит сверить формулировки и состав авторов в публикации Physical Review B. Отдельно нужно проверить, какие выводы относятся к расчетной модели, а какие подтверждены экспериментально.