Süper iletken devre geliştirildi
Bilim adamları, uzun zamandır klasik malzemelerden süper iletken üretmenin imkansız olduğunu düşünüyordu. Fakat yapılan son kuantum çalışmaları neticesinde süper iletken devre geliştirildi.
Almanya, Hollanda ve ABD’den araştırmacılar tarafından yapılan keşif, süperiletken devrelerin doğası ve akımlarının nasıl evcilleştirilip pratik kullanıma sunulabileceği üzerine bir yüzyıllık düşünceyi alt üst ediyor.
Süper iletkenlik fiziğine dayanan düşük atık, yüksek hızlı devreler, süper bilgi işlem teknolojisini yepyeni bir düzeye taşımak için altın bir fırsat sunuyor.
Ne yazık ki, bu zahmetsiz elektrik akımı biçimini bu kadar kullanışlı kılan özellikler, yaygın elektrik bileşenlerinin süper iletken versiyonlarını tasarlamada sonsuz zorluklar yaratmaktadır.
Bilim adamları diyot elektronik devre elemanını kullanarak bu sorunu çözmüş görnüyorlar. Elektronların hareketlerini düzenleyerek süper iletken devre elemanı geliştirdi.
Süper iletken malzemelerde, bu bireysel elektronların kimliği bulanıklaşarak Cooper çiftleri her bir parçacığa daha tipik bir elektrik akımının enerji tüketen itişmesinden kaçınma yeteneği verir.
Ancak, iş başındaki olağan direnç yasaları olmadan, bilim adamları, her zaman “karşılıklı” davranış olarak adlandırılan şeyi gösterdikleri için, süper iletken elektronların tek bir yönde hareket etmesini sağlayamadılar.
Bu temel varsayım – süperiletkenliğin karşılıklılığı (en azından manyetik alan manipülasyonu olmadan) ihlal edemeyeceği – bu alandaki çalışmanın en başından beri devam etti.
Açıkçası, mühendislerin onsuz yapabileceği bir engel.
Araştırmacılar, “70’lerde IBM’deki bilim adamları süper iletken hesaplama fikrini denediler, ancak çabalarını durdurmak zorunda kaldılar: Konuyla ilgili makalelerinde IBM, karşılıklı olmayan süper iletkenlik olmadan süper iletkenler üzerinde çalışan bir bilgisayarın imkansız olduğundan bahsediyor, ” diye açıklıyor araştırmacılar. bir basın açıklamasında yeni çalışmalarıyla ilgili
Cooper çiftlerini bile tek yönlü bir sokağa yönlendirebilen bir kuantum bileşeniyle bir tür birleşmeyi gösteren bir deneyin ardından, bu çabaların şimdi yeniden gözden geçirilmesi gerekebilir.
Josephson bağlantıları , süper iletken olan bir çift malzemeyi ayıran süper iletken olmayan ince şeritlerdir. Malzeme yeterince inceyse, elektronlar dünyayı umursamadan onların içinden geçebilir.
Belli bir seviyenin altında, bu ‘süper akım’ gerilime sahip değildir. Kritik bir noktada, kuantum bilgisayarlar .
Bu akımın yalnızca tek bir yöne gitmesini sağlamak, daha önce harici bir manyetik alan aracılığıyla mümkündü. Ancak ekip, metal niyobyuma dayalı bir 2D kafes kullanırlarsa, alanı terk edip yalnızca malzemenin kuantum özelliklerine güvenebileceklerini buldu.
“Bu Nb 3 Br 8’in sadece birkaç atomik katmanını soyabildik ve Josephson diyotu yapmak için gerekli olan ve normal 3D ile mümkün olmayan çok, çok ince bir sandviç – sadece birkaç atomik katman kalınlığında – yapabildik. Materyaller,” diyor Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi’nden bir fizikçi olan baş araştırmacı Mazhar Ali.
Ekip, keşifleri için sağlam bir dava oluşturmak için gereken tüm kutuları işaretlediklerinden emin. Yine de, yeni nesil bilgi işlemin kalbinde süper iletkenleri görmemiz için daha çok yol var.
Birincisi, süperiletkenlik fenomeni tipik olarak mutlak sıfırın hemen üzerine soğutulmuş malzemelerde meydana gelir.
Bazı süperiletken malzemeler sıcaklıkla başa çıkabilir, ancak ancak aşırı miktarda basınç altında tutulursa.
Bu yeni kuantum bariyerlerine dayanan Josephson bağlantılarının daha yüksek sıcaklıklar ve basınçlar altında nasıl çalıştığını öğrenmek, sonunda oyunun kurallarını değiştirebilir ve dünyanın daha önce benzerini görmediği, inanılmaz derecede verimli süper bilgisayarlar için gereken ekipman miktarını azaltabilir.
, “Bu, her türlü toplumsal ve teknolojik uygulamayı etkileyecek” diyor Ali
“20. yüzyıl yarı iletkenlerin yüzyılıysa, 21. yüzyıl da süperiletkenlerin .”
