Как поймать один вихрь в графене ✎ экспресс

Оригинал: "Pearl-Vortex Tunneling in Magic-Angle Twisted Graphene"
arXiv:2601.21735 · 2026-01-29 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Учёные впервые увидели, как крошечный вихрь проникает в сверхпроводник — то перепрыгивая барьер, то проходя сквозь него.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Сверхпроводник — это материал, где электрический ток течёт без потерь, как вода по идеально гладкой трубе. Но если в нём возникают вихри, ток начинает «спотыкаться» об эти крошечные завихрения. В графене, скрученном под особым углом, такие вихри можно создавать и изучать по одному.

Учёные собрали устройство, похожее на узкий мостик между двумя сверхпроводящими берегами. Когда вихрь входит в берег, он меняет ток через мостик — и это изменение фиксируется, как звонок в дверь. При температуре выше 100 милликельвинов вихрь входит, перепрыгивая энергетический барьер: как мяч, который нужно перебросить через забор. А ниже 90 милликельвинов он проходит сквозь барьер, как призрак сквозь стену. Это называется квантовым туннелированием.

Переход между этими двумя режимами оказался резким, как выключатель. Это редкий случай, когда квантовый и классический миры сменяют друг друга без промежуточных состояний.

Измерения показали, что барьер для входа вихря имеет высоту в несколько кельвинов, а его толщина — около 100 нанометров, примерно десятая часть ширины устройства. Это как если бы мяч перелетал через забор высотой с дом, но толщиной с лист бумаги.

Такая точность открывает путь к управлению сверхпроводниками на уровне отдельных вихрей. Можно будет включать и выключать сверхпроводимость в нужных точках, создавать новые типы квантовых устройств — от датчиков магнитного поля до элементов квантовых компьютеров.

Температура 100 милликельвинов — это всего лишь одна десятая градуса выше абсолютного нуля. При такой температуре даже обычные материалы становятся хрупкими, как стекло.

Учёные
Wolfgang PauliSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinGeorge GamowLeo EsakiDaniel Bernoulli
Понятия
скрученный бислой графена магнитный вихрь сверхпроводимость графена угол скручивания туннельный переход квантование потока джозефсоновский ток сверхтекучий вихрь пиннинг потока завихрённость температура перехода графит аномальная теплопроводность в наноструктурах напряжение на затворе сверхпроводящая проволока сверхпроводимость, индуцированная деформацией вольфрам туннельный эффект теплопроводность турбулентность