Nahradením klasického materiálu materiálom s jedinečnými kvantovými vlastnosťami vytvorili fyzici supravodivý obvod schopný výkonov, ktoré sa dlho považovali za nemožné.
Objav uskutočnený výskumníkmi z Nemecka, Holandska a Spojených štátov amerických prevracia starodávne predstavy o povahe supravodivých obvodov a o tom, ako možno ich prúdy využiť a nájsť praktické aplikácie. Nízkoodpadové, vysokorýchlostné obvody založené na fyzike supravodivosti poskytujú vynikajúcu príležitosť posunúť technológiu superpočítačov na novú úroveň.
Bohužiaľ, vlastnosti, vďaka ktorým je táto ľahká forma elektrického prúdu taká pohodlná, predstavujú nekonečné výzvy pri navrhovaní supravodivých verzií bežných elektrických komponentov.
Vezmite si napríklad niečo jednoduché, ako je dióda. Táto základná jednotka elektroniky je ako jednosmerný znak pre prúdy, ktorý poskytuje prostriedky na reguláciu, konverziu a ladenie pohybu elektrónov.
V supravodivých materiáloch sa identita týchto jednotlivých elektrónov rozmazáva, čo vedie k partnerom nazývaným Cooperove páry, čo dáva každej častici v partnerstve šancu uniknúť otrasom, ktoré odčerpávajú energiu bežnejšieho elektrického prúdu. Bez zvyčajných zákonov odporu však fyzici nedokázali prinútiť supravodivé elektróny, aby sa pohybovali rovnakým smerom, pretože vždy vykazujú to, čo sa nazýva "recipročné" správanie.
Tento základný predpoklad, že supravodivosť nie je schopná prelomiť reciprocitu (aspoň bez manipulácie s magnetickým poľom), pretrváva od začiatku výskumu v tejto oblasti. Úprimne povedané, toto je prekážka, bez ktorej by sa inžinieri zaobišli.
Toto úsilie môže byť teraz potrebné prehodnotiť po experimente, ktorý ukazuje typ spojenia s kvantovým komponentom schopným nasmerovať aj Cooperove páry po jednosmernej ulici. Josephsonove spojenia sú tenké pásiky nesupravodivého materiálu oddeľujúce pár supravodivých materiálov. Ak je materiál dostatočne tenký, elektróny ním môžu prechádzať bez prekážok. Pod určitou úrovňou tento nadprúd nemá žiadne napätie. V kritickom bode sa objaví napätie, ktoré rýchlo osciluje vo vlnách, čo možno použiť v aplikáciách, ako sú kvantové počítače.
Zabezpečiť, aby tento prúd tiekol vždy len jedným smerom, bolo predtým možné pomocou vonkajšieho magnetického poľa. Tím však zistil, že ak by použili dvojrozmernú mriežku založenú na nióbovom kove, mohli by sa vzdať poľa a spoliehať sa výlučne na kvantové vlastnosti materiálu.
Tím je presvedčený, že zaškrtli všetky políčka potrebné na potvrdenie svojho objavu. Kým však uvidíme supravodiče v srdci ďalšej generácie výpočtovej techniky, musíme prejsť ešte dlhú cestu.
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Prečítajte si tiež:
- Astrofyzici tvrdia, že existuje „planetárna myseľ“. ale na Zemi žiadna nie je
- Ukrajinský vesmírny startup vyvíja vybavenie pre vojenské potreby