Российские физики нашли теоретическое объяснение аномалиям в поведении квантовых вихрей

Исследователи из МФТИ вывели новое уравнение, описывающее движение квантовых вихрей в сверхпроводниках под действием микроволнового тока.

Как сообщила пресс-служба вуза, разработка объясняет аномальные формы поведения этих структур, включая эффект отрицательной эффективной массы, который не удавалось описать в рамках существующих теорий. Квантовые вихри, или вихри Абрикосова, возникают в сверхпроводниках второго рода и представляют собой магнитные «воронки», окружённые сверхпроводящей средой. Эти структуры представляют большой интерес для создания квантовых сенсоров и вычислительных устройств. Однако их поведение под воздействием высокочастотного тока до сих пор оставалось теоретически необъяснимым.

Российские учёные добавили в классическую теорию Гинзбурга — Ландау ранее неучтённый эффект «запаздывания». Он заключается в том, что перестройка электрической структуры вокруг движущегося вихря происходит не мгновенно, а с небольшой задержкой. Этот, казалось бы, незначительный нюанс оказался ключевым для объяснения аномалий, сообщает ТАСС.

Когда физики учли этот эффект в расчётах, им удалось воспроизвести упругие силы, которые удерживают вихри и замедляют их при воздействии сверхвысокочастотных токов — именно такие токи используются в сверхпроводниковых квантовых компьютерах. В перспективе это позволит точнее управлять поведением кубитов и разрабатывать квантовые устройства, работающие на гигагерцовых частотах.