Научници од Институтот „Макс Планк“ за структура и динамика на материјата развија метод со кој суперпроводници можат да поднесат електрични струи многу поголеми од вообичаената критична граница. Клучот се ултракратки импулси што траат само неколку пикосекунди.
Суперпроводниците спроведуваат електрична енергија без отпор кога се изладени под определена преодна температура. Ова е можно затоа што електроните се здружуваат во Куперови парови, кои се движат колективно низ материјалот.
Вообичаените мерења со еднонасочна струја често не ја достигнуваат вистинската микроскопска граница на суперпроводливоста. Кај суперпроводниците од тип II, магнетните вртлози почнуваат да се движат при високи струи. Нивното движење создава отпор и топлина, па материјалот ја губи суперпроводливоста пред Куперовите парови да почнат да се распаѓаат.
Истражувачите го избегнале овој проблем со импулси пократки од времето потребно за значително поместување на вртлозите. Иако тие можат да се движат со десетици километри во секунда, во текот на еден пикосекунден импулс поминуваат само десетици нанометри. Така, струјата може накратко да достигне многу висока густина без значително загревање на примерокот.
За создавање на импулсите, тимот користел фотоспроводливи прекинувачи активирани со зелени ласерски импулси од 300 фемтосекунди и бранова должина од 515 нанометри. Импулсите потоа се пренесувале низ копланарен брановод до суперпроводливи примероци со микрометарски димензии.
Биле испитани два материјала со различна внатрешна структура: ниобиум нитрид, познат како NbN, и итриум-бариум-бакарен оксид, односно YBCO. NbN останал стабилно суперпроводлив сè до јасно изразен праг, значително над неговата вообичаена критична струја. По надминувањето на тој праг, неговиот одговор нагло се променил, што укажува на започнување на распаѓањето на Куперовите парови.
YBCO реагирал постепено. Неговата суперпроводливост ослабнувала со зголемувањето на струјата, наместо нагло да исчезне. Научниците сметаат дека разликата произлегува од симетријата на енергетската празнина: кај NbN таа е приближно иста во сите насоки, додека кај YBCO значително зависи од насоката и исчезнува во одредени правци.
Резултатите покажуваат дека пикосекундниот транспорт може да открие својства на суперпроводниците што остануваат скриени при конвенционалните мерења, вклучувајќи ја и симетријата на нивната енергетска празнина. Овој пристап би можел да помогне во проучувањето и контролирањето на квантните материјали, со можни примени во оптоелектрониката, чувствителните детектори и магнетните уреди.
