Рис. Сверхбыстрое нарушение сверхпроводимости в тонкой пленке YBa₂Cu₃O₇ вызывает резкое гашение магнитного поля, запуская динамику в соседней спиновой системе. Автор: Джованни де Векки, Йорг М. Хармс / MPSD

Быстрые переходные процессы представляют большой интерес для фундаментальных исследований неравновесных состояний вещества и для потенциальных приложений в магнитной памяти следующего поколения, где критически важны более высокие скорости записи.

Учёные разработали новое сверхпроводящее устройство, способное создавать сверхбыстрые униполярные скачки магнитного поля — внезапные магнитные изменения с пикосекундным временем нарастания и супернаносекундным временем затухания.

В работе использовался тонкий сверхпроводящий диск YBa₂Cu₃O₇, подверженный внешнему магнитному полю. Резко прерывая сверхтоки с помощью сверхкоротких лазерных импульсов, учёные смогли генерировать сверхбыстрые скачки магнитного поля со временем нарастания приблизительно в одну пикосекунду. Рядом со сверхпроводящим образцом был помещён кристалл-наблюдатель, оптические свойства которого менялись в ответ на локальное магнитное поле. Это позволило отслеживать эволюцию магнитного поля, анализируя вращение поляризации фемтосекундного лазерного импульса.

Хотя текущие шаги пока не обеспечивают полного переключения намагничивания, исследователи полагают, что оптимизация геометрии устройства может повысить амплитуду и скорость переходных процессов магнитного поля.