Zamjenom klasičnog materijala materijalom s jedinstvenim kvantnim svojstvima, fizičari su stvorili supravodljivo kolo sposobno za poduhvate koji su dugo smatrani nemogućim.
Otkriće, koje su napravili istraživači iz Njemačke, Nizozemske i Sjedinjenih Država, poništava vjekovne ideje o prirodi supravodljivih kola i kako se njihove struje mogu iskoristiti i naći praktične primjene. Niskootporna kola velike brzine zasnovana na fizici supravodljivosti pružaju odličnu priliku da se superkompjuterska tehnologija podigne na novi nivo.
Nažalost, karakteristike koje čine ovaj lagani oblik električne struje tako pogodnim 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 sredstvo za regulaciju, pretvaranje i podešavanje kretanja elektrona.
U supravodljivim materijalima, identitet ovih pojedinačnih elektrona je zamagljen, 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 bili u mogućnosti da natjeraju supravodljive elektrone da se kreću u istom smjeru jer uvijek pokazuju ono što se naziva "recipročno" ponašanje.
Ova fundamentalna pretpostavka da supravodljivost nije sposobna da naruši reciprocitet (barem bez manipulacije magnetnim poljem) postoji od početka istraživanja u ovoj oblasti. Iskreno, ovo je prepreka bez koje bi inženjeri mogli.
Ovaj pokušaj bi sada možda trebao biti revidiran nakon eksperimenta koji pokazuje vrstu veze s kvantnom komponentom sposobnom da usmjeri čak i Cooperove parove jednosmjernom ulicom. Josephsonovi spojevi su tanke trake nesuperprovodljivog materijala koje razdvajaju par supravodljivih materijala. Ako je materijal dovoljno tanak, elektroni mogu nesmetano proći kroz njega. Ispod određenog nivoa, ova nadstruja nema napon. U kritičnoj tački se javlja napon koji brzo oscilira u talasima, što se može koristiti u aplikacijama kao što su kvantni računari.
Osigurati da ova struja uvijek teče samo u jednom smjeru ranije je bilo moguće pomoću vanjskog magnetnog polja. Ali tim je otkrio da bi, ako bi koristili dvodimenzionalnu rešetku na bazi metala niobiju, mogli izostaviti polje i oslanjati se isključivo na kvantna svojstva materijala.
Tim je uvjeren da je označio sve potrebne okvire da potkrijepi svoje otkriće. Međutim, dug je put prije nego što vidimo supravodiče u srcu sljedeće generacije računarstva.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pročitajte također:
- Astrofizičari tvrde da "planetarni um" postoji... ali ga nema na Zemlji
- Ukrajinski svemirski startap razvija opremu za vojne potrebe