Os pesquisadores descobrem como os defeitos do tipo vórtice em cristais líquidos imitam o comportamento supercondutor, formando grupos estruturados de abrikosov
Os supercondutores são materiais que, abaixo de uma certa temperatura crítica, exibem resistência elétrica zero e campos magnéticos completamente expulsos, um fenômeno conhecido como efeito Meissner. Eles podem ser categorizados em dois tipos.
Os supercondutores do tipo I são o que normalmente pensamos como supercondutores convencionais. Eles repelirem inteiramente os campos magnéticos e perdem abruptamente suas propriedades supercondutores quando o campo magnético excede um certo limiar, conhecido como campo crítico, que depende da força e da temperatura do campo magnético.
Por outro lado, os supercondutores do tipo II têm dois valores críticos de campo. À medida que o campo magnético aumenta, o materials transita através de diferentes estados. Em campos magnéticos baixos abaixo do primeiro campo crítico, o fluxo magnético é completamente excluído. Entre o primeiro e o segundo campos críticos, algum fluxo magnético entra no materials. Acima do segundo campo crítico, a supercondutividade é destruída.
Nos supercondutores do tipo II, quando o fluxo magnético entra no materials, ele o faz em pontos discretos, formando vórtices quantizados. Esses vórtices se repelem e se auto-organizam em um padrão common conhecido como Lattice Abrikosov. Esse efeito também foi observado nos condensados de Bose-Einstein (bósons a temperaturas extremamente baixas) e ímãs quirais (materiais magnéticos com momentos magnéticos alinhados em espiral). Curiosamente, a auto-organização de vórtice semelhante é vista em cristais líquidos, oferecendo informações mais profundas sobre a física subjacente.
Neste estudo, os pesquisadores investigam o comportamento do vórtice dentro de uma gota de cristal líquido, revelando um novo fenômeno denominado clusters de Abrikosov, que são paralelos às estruturas observadas nos supercondutores do tipo II. Eles examinam a transição de uma fase líquida isotrópica para uma fase líquida quiral após o resfriamento. Através de uma combinação de observações experimentais e modelagem teórica, o estudo demonstra como os domínios quirais, em outras palavras, defeitos topológicos, cluster devido à interação entre a repulsão do vórtice e o confinamento espacial imposto pela gota.
Para modelar esse comportamento, os pesquisadores usam uma estrutura matemática originalmente desenvolvida para a supercondutividade chamada equação de Ginzburg-Landau, que ajuda a identificar como certos padrões de vórtice emergem, minimizando a energia do sistema. Uma observação interessante é que a luz que passa pelos domínios quirais da gota pode resultante para obter quiralidade. Isso sugere que a pesquisa pode oferecer maneiras inovadoras de dirigir e moldar a luz, tornando -a valiosa para a comunicação de dados e a imagem astronômica.
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Dinâmica de vórtice e atrito mútuo em supercondutores e supurantes de Fermi por NB Kopnin (2002)
