Нанопровод похож на крошечный кабель: внутри — магнитный сердечник, снаружи — алюминиевая оболочка, которая может проводить ток без сопротивления. Но ужиться им непросто: сильное магнитное поле разрушает сверхпроводимость, как шум заглушает тихую мелодию. В этой работе нанопровод из арсенида индия покрывали слоем магнитного соединения европия и серы, а сверху — алюминием. Сверхпроводимость в алюминии сохранялась только там, где магнитное поле внутри провода почти исчезало — например, на границах между магнитными доменами, где намагниченность меняет направление и её действие взаимно гасится.
Эксперимент показал: сверхпроводимость появлялась лишь когда магнитный сердечник находился в многодоменном состоянии — разбитом на множество областей с разной ориентацией намагниченности. В среднем по длине провода поле оказывалось почти нулевым, и сверхпроводимость выживала. Стоило намагнитить сердечник до однородного состояния, как сверхпроводимость пропадала полностью.
Карты показали, что магнитная текстура не застыла: слабое внешнее поле, меньше одной тысячной тесла, сдвигало границу между доменами вдоль провода со скоростью около 5,5 микрометра на миллитеслу. Область, где поле гасится и могла бы существовать сверхпроводимость, двигалась бы вместе с этой границей. Получается своего рода ползунок: поворачиваешь ручку внешнего поля — и зона сверхпроводимости едет по проводу, как световое пятно по гирлянде.
Такое управление сверхпроводимостью магнитной текстурой может стать основой для кубитов — элементов квантового компьютера, а также для сверхпроводящей логики и памяти. Нанопровод превращается в перестраиваемую схему, где нужные области включаются и выключаются слабым магнитным полем.
Магнитные домены в сердечнике нанопровода можно двигать полем, которое в десятки раз слабее поля обычного магнитика на холодильник — а вместе с ними движется и область сверхпроводимости.
Идея перестраиваемых магнитным полем сверхпроводящих областей напоминает управляемые силовые поля из научной фантастики, только в масштабе нанопровода.