Измерена величина незатухающего тока в проводниках

Ученые из Йельского университета (США) и Свободного университета Берлина (ФРГ) совершили непрямые измерения тока, что может неограниченно продолжительно протекать в микроскопических закольцованных проводниках при отсутствии внешних источников энергии.

В большинстве случаев термин «незатухающий ток» применяют при описании особенностей сверхпроводников, но в этом случае кольца изготавливались из простых железных (алюминиевых) проводов. Существование для того чтобы тока было предсказано теоретически, в рамках квантовой механики, пара десятков лет назад. Подобное явление, поясняют исследователи, возможно найти в ядерной физике: у атомов некоторых элементов главные электронные состояния сопряжены с ненулевым орбитальным угловым моментом, что эквивалентно протеканию тока по круговой орбите.

Одно из миниатюрных колец, использованных в опыте (иллюстрация Джека Харриса)

Прямо измерить незатухающий ток нереально, потому, что он отмечается в кольцевых проводниках с диаметрами около 1 мкм. Все совершённые ранее опыты по регистрации тока основывались на оценке создаваемого им магнитного поля посредством очень чувствительных магнитометров (так называемых сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков). К сожалению, результаты аналогичных измерений довольно часто противоречили приятель приятелю.

В собственной работе авторы воспользовались наноразмерными кантилеверами, на финишах которых размешались комплекты колец различных диаметров (либо отдельные кольца). Измерения проводились при низких температурах во внешнем магнитном поле, которое по собственной индукции очень сильно превосходило критическое поле, всецело исключающее возможность перехода алюминия в сверхпроводящее состояние. Величина тока оценивалась по трансформации резонансной частоты колебаний кантилевера под действием создаваемого током магнитного поля.

По утверждению ученых, использование таковой методики на порядок увеличило точность приобретаемых данных.

Вверху: кантилевер с помещенными на него кольцами. Вектор магнитной индукции внешнего поля B направлен под углом ? к плоскости колец. Внизу слева: внешний вид кремниевых кантилеверов; масштабная полоса — 100 мкм. Красным выделена область, увеличенное изображение которой находится справа. (Иллюстрация из издания Science)

Результаты измерений для комплекта из 1 680 колец радиусом 308 нм при Т = 365 мК и ? = 45? (А); комплекта из 990 колец радиусом 418 нм при тех же Т и ? (В); комплекта из 242 колец радиусом 793 нм при Т = 323 мК и ? = 6? (С) и кольца радиусом 418 нм при Т = 365 мК и ? = 45? (D). (Иллюстрация из издания Science)

Препринт статьи

Случайные записи:

• Стволовые клетки спасут зрение и кожу
• Влагостойкий древесный композит с низкой воспламеняемостью

Урок 363. Мощность в цепи переменного тока

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Что насамом деле измеряют тесты интеллекта?

  Мало найдется занятий глупее, чем меряться, у кого IQ больше. Но мало и дел увлекательнее: мы легко миримся с тем, что кто-то выше нас ростом либо лучше…

• Ученые измерили силу казимира с помощью микрорасчески

  Группа исследователей из технологии и Гонконгского университета науки и Принстонского университета создали микросхему, в которой, за счет необыкновенной…

• Российские учёные измерили нервную клетку под лазерным микроскопом

  Применяя способ лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ), учёные Столичного национального университета имени М. В. Ломоносова и Общероссийского НИИ…

• Ученым впервые удалось измерить изменения энергии атомов во время химической реакции

  В первый раз в истории современной науки ученым удалось сделать то, что ранее считалось неосуществимым – измерить энергию атомов молекулы на протяжении…