Prin înlocuirea unui material clasic cu un material cu proprietăți cuantice unice, fizicienii au creat un circuit supraconductor capabil de fapte considerate de mult imposibile.
Descoperirea, făcută de cercetători din Germania, Țările de Jos și Statele Unite ale Americii, răstoarnă idei vechi despre natura circuitelor supraconductoare și cum pot fi valorificați curenții acestora și găsirea aplicațiilor practice. Circuitele de mare viteză, cu deșeuri reduse, bazate pe fizica supraconductivității, oferă o oportunitate excelentă de a duce tehnologia supercomputerelor la un nou nivel.
Din păcate, caracteristicile care fac această formă ușoară de curent electric atât de convenabilă ridică provocări nesfârșite în proiectarea versiunilor supraconductoare ale componentelor electrice obișnuite.
Luați, de exemplu, ceva simplu, cum ar fi o diodă. Această unitate de bază a electronicii este ca un semn unidirecțional pentru curenți, oferind un mijloc de reglare, conversie și reglare a mișcării electronilor.
În materialele supraconductoare, identitatea acestor electroni individuali se estompează, rezultând parteneri numiți perechi Cooper, dând fiecărei particule din parteneriat șansa de a scăpa de șocurile de scurgere de energie a unui curent electric mai tipic. Dar fără legile obișnuite ale rezistenței, fizicienii nu au reușit să facă electronii supraconductori să se miște în aceeași direcție, deoarece ei prezintă întotdeauna ceea ce se numește comportament „reciproc”.
Această presupunere fundamentală conform căreia supraconductivitatea este incapabilă de a rupe reciprocitatea (cel puțin fără manipularea câmpului magnetic) a persistat încă de la începutul cercetărilor în acest domeniu. Sincer, acesta este un obstacol de care inginerii ar putea face fără.
Este posibil ca acest efort să fie acum revizuit în urma unui experiment care arată un tip de conexiune cu o componentă cuantică capabilă să direcționeze chiar și perechile Cooper pe o stradă cu sens unic. Joncțiunile Josephson sunt benzi subțiri de material nesuperconductor care separă o pereche de materiale supraconductoare. Dacă materialul este suficient de subțire, electronii pot trece prin el fără piedici. Sub un anumit nivel, acest supracurent nu are tensiune. În punctul critic, apare o tensiune care oscilează rapid în unde, care poate fi folosită în aplicații precum computerele cuantice.
Asigurarea că acest curent curge întotdeauna într-o singură direcție era posibilă anterior cu un câmp magnetic extern. Dar echipa a descoperit că, dacă ar folosi o rețea bidimensională bazată pe niobiu metal, s-ar putea renunța la câmp și s-ar putea baza numai pe proprietățile cuantice ale materialului.
Echipa este încrezătoare că a bifat toate căsuțele necesare pentru a-și justifica descoperirea. Cu toate acestea, este un drum lung de parcurs până să vedem supraconductori în centrul următoarei generații de calcul.
Poți ajuta Ucraina să lupte împotriva invadatorilor ruși. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să donați fonduri Forțelor Armate ale Ucrainei prin intermediul Salveaza viata sau prin pagina oficiala NBU.
Citeste si:
- Astrofizicienii susțin că există o „minte planetară”... dar nu există niciunul pe Pământ
- Startup-ul spațial ucrainean dezvoltă echipamente pentru nevoi militare