导向磁通量子的超音速动力学

超导体中 Abrikosov 涡旋的动力学通常被限制在涡旋速度 $v\simeq1$ km/s 以下，超过该速度样品会突然转变为正常态。在 Larkin-Ovchinnikov 框架下，接近临界温度时，这是由于准粒子离开涡旋核导致粘滞阻力系数减小而引发的磁通流不稳定性。虽然现有的不稳定性理论依赖于涡旋速度的均匀空间分布，但测得的（平均）$v$ 值总是小于可能的最大值，因为 $v$ 的分布从未达到 $\delta$ 函数形状。在此，通过将磁通量子相对于 Co 纳米条纹阵列以 $15^\circ$ 的倾角导向，我们将涡旋加速至超音速。这些速度比参比原生 Nb 薄膜中的 $v$ 快了近一个数量级，仅比迄今为止在超导体中观察到的最大涡旋速度小两倍。我们认为，如此高的 $v$ 值是集体动力学排序的结果，此时所有涡旋在具有相同钉扎强度的通道中运动，并表现出非常窄的 $v$ 分布。我们的发现使得众所周知的涡旋导向效应为超快涡旋动力学的研究开辟了前景。