고전적인 물질을 독특한 양자 특성을 가진 물질로 대체함으로써 물리학자들은 오랫동안 불가능하다고 생각했던 일을 해낼 수 있는 초전도 회로를 만들었습니다.
독일, 네덜란드 및 미국의 연구원들이 수행한 이 발견은 초전도 회로의 특성과 전류가 어떻게 활용되고 실용적인 응용 프로그램을 찾을 수 있는지에 대한 오래된 아이디어를 뒤집었습니다. 초전도 물리학에 기반한 저폐기성 고속 회로는 슈퍼컴퓨터 기술을 새로운 차원으로 끌어 올릴 수 있는 좋은 기회를 제공합니다.
불행히도, 이 가벼운 형태의 전류를 매우 편리하게 만드는 특성은 일반 전기 부품의 초전도 버전을 설계하는 데 끝없는 도전을 제기합니다.
예를 들어 다이오드와 같은 간단한 것을 생각해보십시오. 이 기본 전자 장치는 전류에 대한 단방향 기호와 같으며 전자의 움직임을 조절, 변환 및 조정하는 수단을 제공합니다.
초전도 물질에서 이러한 개별 전자의 식별이 흐려져 Cooper 쌍이라는 파트너가 생성되어 파트너쉽의 각 입자가 보다 일반적인 전류의 에너지 소모 충격을 피할 수 있는 기회를 제공합니다. 그러나 일반적인 저항 법칙이 없으면 물리학자들은 초전도 전자가 항상 "상호적" 행동을 나타내기 때문에 같은 방향으로 움직이도록 할 수 없습니다.
초전도성은 (적어도 자기장의 조작 없이는) 상호성을 깨뜨릴 수 없다는 이 기본 가정은 이 분야의 연구가 시작된 이래로 지속되었습니다. 솔직히 이것은 엔지니어가 없이는 할 수 있는 장애물입니다.
이 노력은 이제 일방통행로를 따라 Cooper 쌍까지도 지시할 수 있는 양자 구성요소와의 연결 유형을 보여주는 실험에 따라 재검토되어야 할 수도 있습니다. Josephson 접합은 한 쌍의 초전도 물질을 분리하는 비초전도 물질의 얇은 스트립입니다. 재료가 충분히 얇으면 전자가 방해 없이 통과할 수 있습니다. 일정 수준 이하에서는 이 과전류에 전압이 없습니다. 임계점에서는 파동으로 빠르게 진동하는 전압이 발생하는데, 이는 양자 컴퓨터와 같은 응용 분야에 사용될 수 있습니다.
이 전류가 항상 한 방향으로만 흐르도록 하는 것은 이전에 외부 자기장으로 가능했습니다. 그러나 팀은 니오븀 금속을 기반으로 하는 차원 격자를 사용하는 경우 필드를 생략하고 재료의 양자 특성에만 의존할 수 있음을 발견했습니다.
팀은 자신의 발견을 입증하는 데 필요한 모든 확인란을 선택했다고 확신합니다. 그러나 차세대 컴퓨팅의 중심에 초전도체가 있기까지는 갈 길이 멉니다.
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