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La révolution d'Abrikosov: quelle est exactement la grille du vortex dans les supraconducteurs?
Au milieu du 20e siècle, une révolution choquante s'est produite dans la communauté de la physique, qui s'est concentrée sur un phénomène important dans les supraconducteurs - la grille du vortex.La grille du vortex est une manifestation du vortex quantique, qui donne aux gens une nouvelle compréhension des super-courants et des superconducteurs.Le concept de vortex quantique a été proposé pour la première fois par le physicien RAS ONSAG en 1949 et est associé au comportement de l'hélium-4 superfluide.Ce phénomène modifie non seulement notre compréhension de la matière, mais a également un impact profond sur le développement futur de la science et de la technologie.
L'existence du vortex quantique révèle la merveilleuse déduction de la physique quantique dans les superfluides et les supraconducteurs, faisant explorer notre compréhension physique dans une direction plus profonde.
La formation de vortex est causée par la destruction de l'ordre des particules dans les superfluides ou les supraconducteurs.Dans les superfluides, un vortex quantique est une structure rotative et le superfluide circule autour du vortex.Ce flux existe sous la forme d'un moment angulaire quantifié, permettant à l'ensemble du système de présenter une fluidité inhabituelle.Dans le même temps, dans les supraconducteurs, les vortex quantiques portent un flux magnétique quantifié, qui est devenu une clé pour étudier les phénomènes supraconducteurs.
Abrikosov a appliqué ces concepts au diagramme de phase magnétique des supraconducteurs en 1957 et a découvert l'existence de réseaux de vortex dans les matériaux supraconducteurs.Cette compréhension ne conduit pas progressivement à un nouveau domaine de physique, mais jette également les bases de la science future des matériaux et de la technologie quantique.
Les grilles verpensives représentent un nouvel ordre dans le monde quantique, et leur existence a changé notre compréhension de base des propriétés matérielles.
En termes d'expériences de recherche, des vortex quantiques ont été observés dans une variété de matériaux, notamment l'hélium liquide, les gaz atomiques et les champs de photons.Cela révèle que les vortex ne se limitent pas aux superfluides et aux supraconducteurs, mais sont largement présents dans divers environnements physiques.Dans ces cas, le vortex coule non seulement énergiquement, mais déclenche également de nouvelles transitions de phase de la matière.
Sous les supraconducteurs, lorsque l'intensité du champ magnétique augmente à un certain niveau, un effet de "résurrection" se produit - cela fait référence au désir du supraconducteur de former un réseau de vortex quantique.C'est l'une des caractéristiques des supraconducteurs.
Derrière tout cela se produit, l'élégance et la complexité de la physique quantique sont montrées, et le comportement de la grille de vortex révèle la merveilleuse connexion entre le monde microscopique et le monde macroscopique.
Dans les théories physiques plus profondes, les vortex ne sont pas seulement des manifestations des états quantiques, leurs mouvements et interactions peuvent affecter le comportement macroscopique de l'ensemble du système.Selon la théorie De Broglie-Pochheim, ce mouvement peut dériver un "champ de vitesse", qui nous permet de comprendre plus profondément la signification physique du comportement du vortex.Ces études aident les physiciens à comprendre des phénomènes plus complexes dans les matériaux de superclasse, tels que les comportements singuliers dans la résonance magnétique nucléaire et l'informatique quantique.
Le mécanisme de formation des vortex quantiques a également attiré l'attention.En 2008, les chercheurs ont d'abord observé des vortex quantiques spontanés dans le condensat atomique de Bose-Einstein, ce qui a confirmé le rôle clé des vortex dans la physique quantique.
Certains problèmes clés émergent pour le moment, comme l'interaction entre les vortex.Dans les fluides quantiques non linéaires, la dynamique et la structure du noyau vortex peuvent être étudiées par des interactions efficaces de paire de vortex-vortex.Cette structure tridimensionnelle peut affecter les transitions de phase quantique et former différents modèles de vortex multi-corps, qui ont également commencé à apparaître dans l'expérience.
À ce stade, nous comprenons que le fonctionnement de la grille de vortex n'est pas un phénomène isolé, mais le résultat d'une interaction étroite avec l'environnement environnant.La recherche dans ce domaine montre que la compréhension approfondie du vortex quantique rédigera un nouveau chapitre pour le développement de la technologie quantique future et pourrait conduire à un nouveau cycle de révolution scientifique et technologique.
Donc, face à de tels phénomènes physiques incroyables, comment les recherches futures affecteront-elles notre compréhension du monde quantique?
