Wir nadprzewodzący to trwały prąd w nadprzewodniku, tworzący pętlę w której zostaje uwięziona skwantowana ilość strumienia magnetycznego ϕ_0=h/2e . Wiry, obserwowane w nadprzewodnikach II rodzaju, mogą poruszać się  i stawać się przez to źródłem dyssypacji energii.
Badania mające na celu pełny opis układów wirów są utrudnione z dwóch przyczyn. Zazwyczaj, wiele wirów jest obecnych w próbce jednocześnie. Fakt ten umożliwia ich wzajemne oddziaływanie, co utrudnia badanie ich indywidualnej dynamiki. Naukowcy już dawno byli w stanie zobaczyć sieć wirów, ale nie byli w stanie na żądanie kontrolować jej szczegółowego zachowania. Dodatkowo, dyssypacja związana z ruchem wiru jest tak szybka, że żadna z dotychczasowych metod badawczych nie była w stanie jej zbadać. Taka dyssypacja powinna pozostawiać mierzalny dynamiczny ślad termiczny, ale żadna dotychczasowa metoda pomiaru temperatury nie była wystarczająco szybka, aby go śledzić. Nasze pionierskie podejście do badania wirów pozwoliło nam przezwyciężyć te dwa ograniczenia i rzucić nowe światło na fizykę pojedynczego poruszającego się wiru.
Pokażę nasze ostatnie osiągnięcie polegające na monitorowaniu, ale co ważniejsze, pełnej kontroli pojedynczego nadprzewodzącego wiru [1]. Uwięziliśmy wir w aluminiowym nanokwadracie [2], a dzięki szybkiemu przełączaniu termometrii, rozwijanej w naszym laboratorium przez ostatnie lata, jesteśmy w stanie mierzyć jego dynamikę termiczną [3, 4]. Wykorzystujemy funkcjonalność pułapki wiru nadprzewodzącego i nadprzewodzącego termometru. Pozwala to na bezpośredni pomiar dynamiki temperatury spowodowanej wypychaniem wiru z nadprzewodnika pod wpływem prądu. Mierzymy stabilność pojedynczego wiru w różnych polach magnetycznych i wyznaczamy energię rozpraszaną podczas zdarzenia wypchnięcia. Ta energia mieści się w zakresie ok. elektronowolta, a dynamika termiczna po procesie wypchnięcia trwa kilkaset nanosekund. Nasze badania kładą fundamenty pod nową dziedzinę elektroniki wirów, w której traktujemy wir jako nośnik informacji zamiast elektronu.

[1] Foltyn et al., Science Advances 10, eado4032 (2024)
[2] Foltyn et al., Phys. Rev. Applied 19, 044073 (2023)
[3] Zgirski et al., Phys. Rev. Applied 14, 044024 (2020)
[4] Zgirski et al., Phys. Rev. Applied 10, 044068 (2018)

Seminarium będzie wygłoszone w języku angielskim