Αντικαθιστώντας ένα κλασικό υλικό με ένα υλικό με μοναδικές κβαντικές ιδιότητες, οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα ικανό να κάνει κατορθώματα που θεωρούνταν αδύνατον από καιρό.
Η ανακάλυψη, που έγινε από ερευνητές από τη Γερμανία, την Ολλανδία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, ανατρέπει παλιές ιδέες για τη φύση των υπεραγώγιμων κυκλωμάτων και πώς τα ρεύματά τους μπορούν να αξιοποιηθούν και να βρουν πρακτικές εφαρμογές. Τα κυκλώματα χαμηλών αποβλήτων και υψηλής ταχύτητας που βασίζονται στη φυσική της υπεραγωγιμότητας παρέχουν μια εξαιρετική ευκαιρία να φέρουμε τις τεχνολογίες υπερυπολογιστών σε ένα νέο επίπεδο.
Δυστυχώς, τα χαρακτηριστικά που κάνουν αυτή την ελαφριά μορφή ηλεκτρικού ρεύματος τόσο βολική θέτουν ατελείωτες προκλήσεις στο σχεδιασμό υπεραγώγιμων εκδόσεων συνηθισμένων ηλεκτρικών εξαρτημάτων.
Πάρτε, για παράδειγμα, κάτι απλό, όπως μια δίοδο. Αυτή η βασική μονάδα ηλεκτρονικών είναι σαν ένα μονόδρομο σήμα για τα ρεύματα, παρέχοντας ένα μέσο ρύθμισης, μετατροπής και ρύθμισης της κίνησης των ηλεκτρονίων.
Στα υπεραγώγιμα υλικά, η ταυτότητα αυτών των μεμονωμένων ηλεκτρονίων θολώνει, με αποτέλεσμα εταίρους που ονομάζονται ζεύγη Cooper, δίνοντας σε κάθε σωματίδιο της συνεργασίας την ευκαιρία να ξεφύγει από το τράνταγμα που αποστραγγίζει ενέργεια ενός πιο τυπικού ηλεκτρικού ρεύματος. Αλλά χωρίς τους συνήθεις νόμους της αντίστασης, οι φυσικοί δεν μπόρεσαν να κάνουν τα υπεραγώγιμα ηλεκτρόνια να κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση, επειδή παρουσιάζουν πάντα αυτό που ονομάζεται «αμοιβαία» συμπεριφορά.
Αυτή η θεμελιώδης υπόθεση ότι η υπεραγωγιμότητα είναι ανίκανη να σπάσει την αμοιβαιότητα (τουλάχιστον χωρίς χειρισμό του μαγνητικού πεδίου) επιμένει από την αρχή της έρευνας σε αυτό το πεδίο. Ειλικρινά, αυτό είναι ένα εμπόδιο που οι μηχανικοί θα μπορούσαν να το κάνουν χωρίς.
Αυτή η προσπάθεια μπορεί τώρα να χρειαστεί να επανεξεταστεί μετά από ένα πείραμα που δείχνει έναν τύπο σύνδεσης με ένα κβαντικό στοιχείο ικανό να κατευθύνει ακόμη και ζεύγη Cooper σε έναν μονόδρομο. Οι συνδέσεις Josephson είναι λεπτές λωρίδες μη υπεραγώγιμου υλικού που χωρίζουν ένα ζεύγος υπεραγώγιμων υλικών. Εάν το υλικό είναι αρκετά λεπτό, τα ηλεκτρόνια μπορούν να περάσουν από αυτό ανεμπόδιστα. Κάτω από ένα ορισμένο επίπεδο, αυτό το υπερβολικό ρεύμα δεν έχει τάση. Στο κρίσιμο σημείο, εμφανίζεται μια τάση που ταλαντώνεται γρήγορα σε κύματα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπως οι κβαντικοί υπολογιστές.
Η διασφάλιση ότι αυτό το ρεύμα ρέει πάντα προς μία μόνο κατεύθυνση ήταν προηγουμένως δυνατή με ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αλλά η ομάδα ανακάλυψε ότι εάν χρησιμοποιούσαν ένα δισδιάστατο πλέγμα με βάση το μέταλλο νιόβιο, θα μπορούσαν να παραιτηθούν από το πεδίο και να βασιστούν αποκλειστικά στις κβαντικές ιδιότητες του υλικού.
Η ομάδα είναι πεπεισμένη ότι έχει σημειώσει όλα τα κουτάκια που χρειάζονται για να τεκμηριωθεί η ανακάλυψή της. Ωστόσο, υπάρχει πολύς δρόμος για να δούμε τους υπεραγωγούς στην καρδιά της επόμενης γενιάς υπολογιστών.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δωρίσετε χρήματα στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Διαβάστε επίσης:
- Οι αστροφυσικοί ισχυρίζονται ότι υπάρχει «πλανητικό μυαλό». αλλά δεν υπάρχει στη Γη
- Ουκρανική διαστημική startup αναπτύσσει εξοπλισμό για στρατιωτικές ανάγκες