Сотрудничество Центра с учеными Бразилии дало яркие результаты

Совместные исследования направлены на теоретическое описание нового поколения сверхпроводящих материалов и приборов. Среди них – работа о магнитном отклике ферромагнитных сверхпроводников, позволяющая по-новому взглянуть на феномен промежуточной или интертипной сверхпроводимости в различных материалax. Еще одно интересное исследование касается нового механизма «зарождения сложности из простоты» - когда система с довольно примитивными взаимодействиями между своими составными частями допускает возникновение сложных пространственных и временных конфигураций (паттернов). 

Статьи с результатами этих исследований направлены  в редакции престижных журналов Communications Physics (Nature Group) и Physical Review X.

Центр квантовых метаматериалов

Директор Центра Вагов А. В. посетил коллег в федеральном университете Пернамбуко (Ресифе) и университете Рио-де-Жанейро. Научное взаимодействие сотрудников Центра с исследовательскими институтами Бразилии продолжается уже более 10 лет. Совместные исследования направлены на теоретическое описание нового поколения сверхпроводящих материалов и приборов. 

Совсем недавно Москву посетил профессор Мауро Дориа из университета Рио-де-Жанейро. По результатам научных дискуссий, семинаров и лекций были сформулированы проблемы, на решение которых будут направлены совместные исследования в ближайшем будущем.  Ответный визит в Рио-де-Жанейро совершен в рамках этой программы. 

Во время визита были проведены семинары, на которых Вагов А. В. представил результаты исследований Центра бразильским коллегам.  Кроме того, удалось завершить ряд совместных работ, начатых во время прошлых визитов в Бразилию – в августе 2022 и марте 2023. 

Среди них – работа о магнитном отклике ферромагнитных сверхпроводников, позволяющая по-новому взглянуть на феномен промежуточной или интертипной сверхпроводимости в различных материалax. Результаты этой работы предсказывают, что интертипная сверхпроводимость всегда наблюдается в системах, где сверхпроводимость сосуществует с ферромагнетизмом. Это касается как ферромагнитных сверхпроводников, так и гибридных систем, где чередуются сверхпроводящие и ферромагнитные слои. Интертипная сверхпроводимость возникает в некотором интервале температур, ниже температуры сверхпроводящего перехода, но выше температуры Кюри для намагниченности. 

Статья с этими результатами направлена в редакцию престижного журнала Communications Physics (Nature Group). 

 Еще одна интересная работа касается нового механизма «зарождения сложности из простоты» - когда система с довольно примитивными взаимодействиями между своими составными частями допускает возникновение сложных пространственных и временных конфигураций (паттернов). До сих пор считалось, что такое явление, довольно часто встречающееся в самых различных природных системах, имеет в своей основе соревнование между несколькими типами взаимодействий с разной характерной длиной (модель Тюринга). 

Расчеты, проведенные учеными Центра Ваговым А.В. и Шаненко А.А. в сотрудничестве с учеными из университета Пернамбуко показали, что существует еще один механизм возникновения сложных паттернов, основанный на бесконечном вырождении смешанного состояния сверхпроводника.  Такое вырождение делает равновозможным состояние системы с любой пространственной конфигурацией, какой бы экзотической она ни была. В реальных материалах это вырождение снимается с помощью внешнего воздействия (температуры, поля, тока, размера и формы образца, наличия других материалов рядом, и так далее). 

Этот результат меняет господствующие представления о механизмах спонтанного зарождения сложных пространственных структур в природе. Он применим к целому классу так называемых само-дуальных физических моделей, где несколько взаимодействующих полей имеют одну и ту же характеристическую длину. 

Статья с результатами этого исследования отправлена в редакцию престижного журнала Physical Review X.

 Рисунок. Типы пространственного распределения плотности сверхпроводящего конденсата около точки вырождения системы для объемного сверхпроводящего образца.