Korvaamalla klassisen materiaalin materiaalilla, jolla on ainutlaatuiset kvanttiominaisuudet, fyysikot ovat luoneet suprajohtavan piirin, joka pystyy saavuttamaan pitkään mahdottomaksi pidettyjen suoritusten.
Saksalaisten, hollantilaisten ja yhdysvaltalaisten tutkijoiden tekemä löytö kumoaa ikivanhoja ajatuksia suprajohtavien piirien luonteesta ja siitä, kuinka niiden virtoja voidaan hyödyntää ja löytää käytännön sovelluksia. Suprajohtavuuden fysiikkaan perustuvat vähähäviiset, nopeat piirit tarjoavat erinomaisen mahdollisuuden viedä supertietokonetekniikka uudelle tasolle.
Valitettavasti ominaisuudet, jotka tekevät tästä kevyestä sähkövirran muodosta niin kätevän, asettavat loputtomia haasteita suunnitellessa tavallisten sähkökomponenttien suprajohtavia versioita.
Otetaan esimerkiksi jokin yksinkertainen, kuten diodi. Tämä elektroniikan perusyksikkö on kuin yksisuuntainen merkki virroille, joka tarjoaa keinon säädellä, muuntaa ja virittää elektronien liikettä.
Suprajohtavissa materiaaleissa näiden yksittäisten elektronien identiteetti hämärtyy, jolloin kumppaneita kutsutaan Cooper-pareiksi, jotka antavat jokaiselle kumppanuuden hiukkaselle mahdollisuuden paeta tyypillisemmän sähkövirran energiaa tyhjentävältä tärinältä. Mutta ilman tavallisia vastuslakeja fyysikot eivät ole pystyneet saamaan suprajohtavia elektroneja liikkumaan samaan suuntaan, koska ne osoittavat aina niin sanottua "vastavuoroista" käyttäytymistä.
Tämä perustavanlaatuinen oletus, että suprajohtavuus ei pysty katkaisemaan vastavuoroisuutta (ainakaan ilman magneettikentän manipulointia), on säilynyt tämän alan tutkimuksen alusta lähtien. Suoraan sanottuna tämä on este, jota insinöörit voisivat tehdä ilman.
Tätä pyrkimystä on nyt ehkä tarkasteltava uudelleen kokeen jälkeen, joka osoittaa eräänlaisen yhteyden kvanttikomponenttiin, joka pystyy ohjaamaan jopa Cooper-pareja yksisuuntaista katua pitkin. Josephson-liitokset ovat ohuita ei-suprajohtavan materiaalin liuskoja, jotka erottavat suprajohtavien materiaalien parin. Jos materiaali on riittävän ohutta, elektronit voivat kulkea sen läpi esteettä. Tietyn tason alapuolella tällä ylivirralla ei ole jännitettä. Kriittisessä kohdassa syntyy jännite, joka värähtelee nopeasti aalloissa, jota voidaan käyttää sovelluksissa, kuten kvanttitietokoneissa.
Sen varmistaminen, että tämä virta kulkee aina vain yhteen suuntaan, oli aiemmin mahdollista ulkoisella magneettikentällä. Mutta ryhmä havaitsi, että jos he käyttäisivät niobiummetalliin perustuvaa kaksiulotteista hilaa, he voisivat luopua kentästä ja luottaa yksinomaan materiaalin kvanttiominaisuuksiin.
Tiimi on varma, että he ovat valinneet kaikki ruudut, joita tarvitaan löytönsä perustelemiseksi. Suprajohteiden näkemiseen seuraavan sukupolven tietojenkäsittelyn ytimessä on kuitenkin pitkä matka.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös:
- Astrofyysikot väittävät, että "planetaarinen mieli" on olemassa…. mutta maan päällä ei ole ketään
- Ukrainalainen avaruusstartup kehittää laitteita sotilaallisiin tarpeisiin