Чрез замяната на класически материал с материал с уникални квантови свойства, физиците са създали свръхпроводяща верига, способна на подвизи, отдавна смятани за невъзможни.
Откритието, направено от изследователи от Германия, Холандия и Съединените щати, преобръща вековните идеи за природата на свръхпроводящите вериги и как техните токове могат да бъдат използвани и намирани практически приложения. Високоскоростните вериги с малко отпадъци, базирани на физиката на свръхпроводимостта, предоставят отлична възможност за извеждане на суперкомпютърната технология на ново ниво.
За съжаление, характеристиките, които правят тази лека форма на електрически ток толкова удобна, поставят безкрайни предизвикателства при проектирането на свръхпроводящи версии на обикновени електрически компоненти.
Вземете например нещо просто, като например диод. Тази основна единица на електрониката е като еднопосочен знак за токове, осигуряващ средство за регулиране, преобразуване и настройка на движението на електроните.
В свръхпроводящите материали идентичността на тези отделни електрони се размива, което води до партньори, наречени двойки на Купър, даващи на всяка частица в партньорството шанс да избяга от източващия енергия удар на по-типичен електрически ток. Но без обичайните закони на съпротивлението, физиците не са успели да накарат свръхпроводящите електрони да се движат в една и съща посока, защото те винаги показват това, което се нарича "реципрочно" поведение.
Това основно предположение, че свръхпроводимостта не е в състояние да наруши реципрочността (поне без манипулиране на магнитното поле), продължава от началото на изследванията в тази област. Честно казано, това е препятствие, без което инженерите биха могли да се справят.
Сега може да се наложи това усилие да бъде преразгледано след експеримент, който показва тип връзка с квантов компонент, способен да насочи дори двойки Купър по еднопосочна улица. Джоузефсоновите преходи са тънки ленти от несвръхпроводящ материал, разделящ двойка свръхпроводящи материали. Ако материалът е достатъчно тънък, електроните могат да преминават през него безпрепятствено. Под определено ниво този свръхток няма напрежение. В критичната точка възниква напрежение, което бързо осцилира във вълни, което може да се използва в приложения като квантови компютри.
Гарантирането, че този ток винаги протича само в една посока, преди беше възможно с външно магнитно поле. Но екипът установи, че ако използват двуизмерна решетка, базирана на ниобиев метал, те могат да се откажат от полето и да разчитат единствено на квантовите свойства на материала.
Екипът е убеден, че са поставили отметка във всички квадратчета, необходими, за да обосноват своето откритие. Въпреки това има да се извърви дълъг път, преди да видим свръхпроводниците в сърцето на следващото поколение компютри.
Можете да помогнете на Украйна да се бори срещу руските нашественици. Най-добрият начин да направите това е да дарите средства на въоръжените сили на Украйна чрез Savelife или през официалната страница НБУ.
Прочетете също:
- Астрофизиците твърдят, че съществува "планетарен разум"... но няма такъв на Земята
- Украински космически стартъп разработва оборудване за военни нужди