Сверхпроводимость в графине: магнитное поле выдало тайну ✎ экспресс

Оригинал: "Imaging the Meissner effect and local superfluid stiffness in a graphene superconductor"
arXiv:2603.25807 · 2026-03-26 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
В тончайшем слое углерода сверхпроводимость возникает в самый разгар перестройки магнитного порядка.

Тонкий лист графина толщиной в несколько микрометров поместили в слабое магнитное поле — и он начал выталкивать его из себя, как губка выталкивает воду, если её сжать. Этот эффект, известный как эффект Мейснера, — фирменный признак сверхпроводника: материала, который проводит ток без потерь. Сверхпроводимость здесь возникает при очень низкой температуре, но сам факт её появления в графине — углеродной плёнке — уже не новость. Новость в том, как именно она появляется.

Чтобы увидеть это, учёные измеряли крошечные магнитные поля вокруг образца — в миллиард раз слабее поля магнитика на холодильнике. Эти поля показали, что сверхпроводимость включается не плавно, а в самый разгар перестройки внутреннего магнитного порядка: атомные магнитные стрелочки внутри материала начинают наклоняться и выстраиваться в новом направлении. Сверхпроводимость и этот наклон возникают одновременно, как будто одно не может существовать без другого.

Сверхпроводник выталкивает магнитное поле не полностью. Внутрь проникают тонкие вихри — как воронки в воде, — и именно по их движению можно судить, насколько «жёсткая» сверхпроводимость.

Такая связь между сверхпроводимостью и магнитным порядком не вписывается в стандартную теорию, которая описывает большинство обычных сверхпроводников. Здесь же сверхпроводимость, похоже, возникает из-за самих магнитных взаимодействий. Понимание этого механизма — шаг к созданию сверхпроводников, работающих при более высоких температурах, а значит, к более эффективной передаче энергии и новым электронным устройствам.

Эффект Мейснера, когда сверхпроводник выталкивает магнитное поле, можно увидеть невооружённым глазом: если охладить сверхпроводник и положить на него магнит, тот зависнет в воздухе.

В романе Артура Кларка «Конец детства» инопланетяне используют сверхпроводники для левитации, но там они работают при комнатной температуре — пока это фантастика.

Учёные
Satyendra Nath BoseMichael BerryJohn BardeenFelix BlochGeorg OhmHendrik Casimir
Понятия
эффект Мейсснера сверхпроводимость графена сверхпроводимость микрометрового эффекта пиннинг потока уравнения лондонов сверхтекучая жёсткость внешнее магнитное поле магнитный вихрь сверхпроводящий детектор сверхпроводящий фазовый переход квантование потока сверхтекучесть нейтронной звезды тесла сверхпроводимость, индуцированная деформацией эффект близости магнитная плёнка аномальная теплопроводность в наноструктурах нанотесла температура перехода магнитный поток