Свръхпроводимостта продължава да прави революции в технологиите по много начини. Докато някои технологични постижения се основават на намирането на начини за стимулиране на токове с нулево съпротивление при по-високи температури, инженерите обмислят и по-добри начини за фино контролиране на свръхефективния поток от електрони.
За съжаление, много процеси, които биха работили добре за обикновената електроника, като например прилагането на външни магнитни полета рискуват да нарушат свойствата, които правят свръхпроводниците толкова ефективни.
Международен екип от учени е успял да постигне екзотично състояние на свръхпроводимост, което се контролира от силен магнетизъм, а не се нарушава от него.
Изследователите са успели да преодолеят това с помощта на топологичен изолатор: полупроводников материал, който провежда електричество на повърхността си, но не и вътре в нея, поради начина, по който са подредени електроните в него.
Екипът е създал двуизмерен топологичен изолатор от живак, манган и телур. Това им позволило да индуцират електроните в екзотично подреждане, наречено индуцирано от близост състояние на Фулде-Ферел-Ларкин-Овчинников (FFLO), при което квантово подпомогнатите двойки електрони, които позволяват протичането на ток без съпротивление се променят по начин, който ги отваря за манипулиране.
В този вид устройството може да работи като Джозефсонов преход – компонент на свръхпроводящите вериги, при който свръхпроводящите части са разделени от тънък слой несвръхпроводящ материал.
Въпреки, че FFLO състоянието е наблюдавано в свръхпроводящи материали като масово свойство, ограничаването му до Джозефсоновия преход по такъв начин, че да може да се контролира позволява на физиците да изучат явлението по-подробно и да разработят технология, която би могла да управлява по-добре свръхпроводящите системи.
„Използвайки външно магнитно поле, сега можем прецизно да контролираме свойствата на свръхпроводимостта. Това е истински пробив в квантовата физика.“
казва Гулд
Както винаги, по-задълбоченото разбиране на физичните явления като взаимодействието между свръхпроводимостта и магнетизма има потенциала да доведе до по-иновативни приложения.
Свръхпроводимостта вече се използва по най-различни начини – от компонентите в апаратите за магнитно-резонансна томография (МРТ) до влаковете маглев, които се носят над релсите/левитират.
В бъдеще представените тук открития биха могли да доведат до разработването на свръхпроводници, които да са прецизно настроени за конкретни задачи и цели.
Един от примерите, посочени от изследователите е квантовата компютърна техника, при която контролът на електроните и устойчивостта на външни смущения са от решаващо значение за функционалността.
„Проблемът е, че понастоящем квантовите битове са много нестабилни, тъй като са изключително чувствителни към външни въздействия, като например електрически или магнитни полета. Нашето откритие би могло да помогне за стабилизирането на квантовите битове, така че те да могат да се използват в квантовите компютри в бъдеще.“
казва Гулд
Изследването е публикувано в Nature Physics.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
