با جایگزینی یک ماده کلاسیک با ماده ای با خواص کوانتومی منحصر به فرد، فیزیکدانان یک مدار ابررسانا ایجاد کرده اند که قادر به کارهایی است که مدت ها تصور می شد غیرممکن است.
این کشف که توسط محققان آلمانی، هلندی و ایالات متحده انجام شد، ایده‌های قدیمی در مورد ماهیت مدارهای ابررسانا و چگونگی مهار جریان‌های آنها و یافتن کاربردهای عملی را زیر و رو می‌کند. مدارهای کم ضایعات و سرعت بالا مبتنی بر فیزیک ابررسانایی فرصتی عالی برای ارتقای فن آوری ابر رایانه به سطح جدیدی فراهم می کند.
متأسفانه، ویژگی هایی که این شکل سبک وزن از جریان الکتریکی را بسیار راحت می کند، چالش های بی پایانی را در طراحی نسخه های ابررسانا از اجزای الکتریکی معمولی ایجاد می کند.
به عنوان مثال، یک چیز ساده، مانند یک دیود را در نظر بگیرید. این واحد اصلی الکترونیک مانند یک علامت یک طرفه برای جریان است و وسیله ای برای تنظیم، تبدیل و تنظیم حرکت الکترون ها فراهم می کند.
در مواد ابررسانا، هویت این الکترون‌های منفرد محو می‌شود و در نتیجه شرکای به نام جفت کوپر ایجاد می‌شود که به هر ذره در مشارکت فرصتی می‌دهد تا از تکان‌های تخلیه انرژی جریان الکتریکی معمول‌تر فرار کند. اما بدون قوانین معمول مقاومت، فیزیکدانان نمی‌توانستند الکترون‌های ابررسانا را در یک جهت حرکت دهند، زیرا آنها همیشه رفتاری را از خود نشان می‌دهند که به آن رفتار «مقابله» می‌گویند.
این فرض اساسی مبنی بر اینکه ابررسانایی قادر به شکستن رابطه متقابل نیست (حداقل بدون دستکاری میدان مغناطیسی) از آغاز تحقیقات در این زمینه وجود داشته است. صادقانه بگویم، این مانعی است که مهندسان می توانند بدون آن انجام دهند.
این تلاش ممکن است اکنون پس از آزمایشی که نوعی ارتباط با یک جزء کوانتومی را نشان می‌دهد که می‌تواند حتی جفت‌های کوپر را در یک خیابان یک طرفه هدایت کند، دوباره مورد بازبینی قرار گیرد. اتصالات جوزفسون نوارهای نازکی از مواد غیر ابررسانا هستند که یک جفت مواد ابررسانا را از هم جدا می کنند. اگر ماده به اندازه کافی نازک باشد، الکترون ها می توانند بدون مانع از آن عبور کنند. زیر یک سطح معین، این اضافه جریان ولتاژ ندارد. در نقطه بحرانی، ولتاژی رخ می دهد که به سرعت در امواج نوسان می کند، که می تواند در برنامه هایی مانند کامپیوترهای کوانتومی استفاده شود.
اطمینان از اینکه این جریان همیشه فقط در یک جهت جریان دارد قبلاً با یک میدان مغناطیسی خارجی امکان پذیر بود. اما تیم دریافتند که اگر از یک شبکه دو بعدی مبتنی بر فلز نیوبیوم استفاده کنند، می‌توانند از میدان صرف نظر کنند و تنها به خواص کوانتومی این ماده تکیه کنند.
تیم مطمئن است که تمام کادرهای مورد نیاز برای اثبات کشف خود را علامت زده است. با این حال، راه درازی در پیش است تا ابررساناها را در قلب نسل بعدی محاسبات ببینیم.
شما می توانید به اوکراین در مبارزه با مهاجمان روسی کمک کنید. بهترین راه برای انجام این کار، کمک مالی به نیروهای مسلح اوکراین است Savelife یا از طریق صفحه رسمی NBU.
همچنین بخوانید:
پاسخ دهید