Японські фізики виявили незвичайний спосіб керувати квантовими вихорами всередині надпровідників. Виявилося, що мікроскопічні сходинки заввишки лише один атом можуть спрямовувати їхній рух, наче рейки. За певних умов вихори переміщувалися вздовж таких структур більш ніж у 1000 разів легше, ніж упоперек
Фото: chatgpt.com
Відкриття може стати основою для нового покоління надпровідникової електроніки.
Як працюють квантові вихори
Надпровідники — це матеріали, здатні проводити електричний струм без опору після охолодження нижче критичної температури.
Однак під впливом магнітного поля всередині них можуть виникати квантові вихори. Це крихітні ділянки, навколо яких циркулюють електричні струми.
Коли такі вихори починають рухатися, у матеріалі виникають втрати енергії. Тому керування їхнім переміщенням має важливе значення для створення ефективних надпровідникових пристроїв.
Читайте також: Учені змусили «порожнечу» посилити надпровідність
Що виявили японські фізики
Дослідники Національного інституту матеріалознавства Японії вивчали надтонкий надпровідник, поверхня якого містила паралельні атомні сходинки.
За допомогою сканувальної тунельної мікроскопії вони дослідили структуру матеріалу та розташування квантових вихорів.
Експерименти показали, що атомні сходинки створюють своєрідні напрямні. За проміжних значень магнітного поля рух уздовж них відбувався більш ніж у 1000 разів легше, ніж у поперечному напрямку.
Особливо цікавий ефект спостерігали за магнітного поля приблизно 0,10–0,20 тесла. У цьому діапазоні вихори могли переміщуватися вздовж сходинок, практично не затримуючись на дефектах матеріалу.
Вчені також встановили, що характер руху можна змінювати за допомогою температури та магнітного поля. За найнижчих температур важливу роль відігравало квантове тунелювання.
Для чого потрібна така технологія
Здатність спрямовувати квантові вихори може допомогти керувати електричними втратами та тепловими процесами в надпровідниках.
У перспективі це відкриває можливості для створення енергоефективніших електронних компонентів і квантових пристроїв.
Водночас дослідження поки має лабораторний характер. Готових процесорів або інших комерційних пристроїв на основі відкриття ще немає.
На думку редакції PSM, результат демонструє, що навіть структура заввишки в один атом здатна суттєво змінювати поведінку матеріалу. Подальше вивчення цього ефекту може відкрити нові способи керування надпровідниками, хоча до практичного застосування технології знадобляться додаткові дослідження.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Учені навчили квантовий комп’ютер приборкувати хаос
Учені створили чип, який «затримує» світло для квантових обчислень
Учені змусили алмаз рухатися за допомогою невидимої сили
Джерело: ScienceDaily.
Telegram 
Viber 
