Zamjenom klasičnog materijala materijalom s jedinstvenim kvantnim svojstvima, fizičari su stvorili supravodljivi krug sposoban za podvige za koje se dugo smatralo da su nemogući.
Ovo otkriće, do kojeg su došli istraživači iz Njemačke, Nizozemske i Sjedinjenih Država, poništava prastare ideje o prirodi supravodljivih krugova i kako se njihove struje mogu iskoristiti i pronaći praktične primjene. Niskootpadni, brzi sklopovi temeljeni na fizici supravodljivosti pružaju izvrsnu priliku da se tehnologija superračunala podigne na novu razinu.
Nažalost, karakteristike koje ovaj lagani oblik električne struje čine tako prikladnim predstavljaju beskrajne izazove u dizajniranju supravodljivih verzija običnih električnih komponenti.
Uzmimo, na primjer, nešto jednostavno, kao što je dioda. Ova osnovna jedinica elektronike je poput jednosmjernog znaka za struje, pružajući sredstva za regulaciju, pretvaranje i podešavanje kretanja elektrona.
U supravodljivim materijalima, identitet ovih pojedinačnih elektrona se zamagljuje, što rezultira partnerima koji se nazivaju Cooperovi parovi, dajući svakoj čestici u partnerstvu priliku da pobjegne od udarca tipičnije električne struje koji crpi energiju. Ali bez uobičajenih zakona otpora, fizičari nisu uspjeli natjerati supravodljive elektrone da se kreću u istom smjeru jer oni uvijek pokazuju ono što se naziva "recipročnim" ponašanjem.
Ova temeljna pretpostavka da supravodljivost nije u stanju prekinuti reciprocitet (barem bez manipulacije magnetskim poljem) opstala je od početka istraživanja u ovom području. Iskreno govoreći, ovo je prepreka bez koje bi inženjeri mogli.
Ovaj pokušaj sada bi se možda trebao ponovno razmotriti nakon eksperimenta koji pokazuje vrstu veze s kvantnom komponentom sposobnom usmjeriti čak i Cooperove parove niz jednosmjernu ulicu. Josephsonovi spojevi su tanke trake nesupravodljivog materijala koje razdvajaju par supravodljivih materijala. Ako je materijal dovoljno tanak, elektroni mogu nesmetano prolaziti kroz njega. Ispod određene razine, ova prekomjerna struja nema napon. U kritičnoj točki javlja se napon koji brzo oscilira u valovima, što se može koristiti u aplikacijama kao što su kvantna računala.
Osigurati da ta struja uvijek teče samo u jednom smjeru prije je bilo moguće pomoću vanjskog magnetskog polja. Ali tim je otkrio da ako koriste dvodimenzionalnu rešetku temeljenu na metalu niobiju, mogu se osloboditi polja i osloniti se isključivo na kvantna svojstva materijala.
Tim je uvjeren da su označili sve potrebne okvire kako bi potkrijepili svoje otkriće. Međutim, dug je put prije nego što vidimo supravodiče u srcu sljedeće generacije računalstva.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je donirati sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili putem službene stranice NBU.
Pročitajte također:
- Astrofizičari tvrde da "planetarni um" postoji... ali nema ga na Zemlji
- Ukrajinski svemirski startup razvija opremu za vojne potrebe