Stabilni superprovodnik poboljšan magnetizmom

Printskrin: Youtube/@StarTalk

Superprovodnici su materijali koji mogu da provode struju bez električnog otpora – što ih čini idealnim osnovnim materijalom za elektronske komponente mašina za magnetnu rezonancu, vozova sa magnetnom levitacijom i čak akceleratora čestica, piše Phys.org.

Međutim, konvencionalni superprovodnici su lako poremećeni magnetizmom. Istraživači su sad napravili hibridni uređaj sastavljen od stabilnog proksimizovanog superprovodnika unapređenog magnetizmom, čija funkcija se može specifično kontrolisati.

Preporučujemo

Spojili su superprovodnik sa specijalnim poluprovodnim materijalom poznatim kao topološki izolator.

„Topološki izolatori su materijali koji provode struju na svojoj površini, ali ne u unutrašnjosti. Razlog je njihova jedinstvena topološka struktura, tj. specijalni raspored elektrona“, objašnjava profesor Čarls Guld, fizičar u Institutu za topološke izolatore na Vircburškom univerzitetu (JMU). „Možemo opremiti topološke izolatore magnetnim atomima tako da mogu biti kontrolisani magnetom“.

Superprovodnici i topološki izolatori su spojeni u takozvanu Džozefsonovu vezu – između dva superprovodnika razdvojena tankim slojem ne-superprovodnog materijala. To je omogućilo kombinaciju svojstava superprovodnosti i poluprovodnika.

Udružene su prednosti superprovodnika sa mogućnošću kontrolisanja topološkog izolatora. Pomoću spoljašnjeg magnetnog polja, mogu se precizno kontrolisati superprovodna svojstva. Ovo je istinski korak napred u kvantnoj fizici, kaže Guld.

Ova specijalna kombinacija stvara neobično stanje u kom su superprovodnost i magnetizam spojeni – obično su to suprotni fenomeni koji retko koegzistiraju. Poznato je kao p-FFLO stanje.

Novi „superprovodnik sa kontrolnom funkcijom“ mogao bi biti važan za praktične primene, kao što je razvoj kvantnih kompjutera. Za razliku od konvencionalnih kompjutera, kvantni kompjuteri su bazirani ne na bitovima, već na kvantnim bitovima, koji mogu da preuzmu ne samo dva, već nekoliko stanja simultano.

„Problem je što su kvantni bitovi trenutno vrlo nestabilni jer su krajnje osetljivi na spoljašnje uticaje, poput električnih ili magnetnih polja. Naše otkriće bi moglo doprineti stabilizovanju kvantnih bitova tako da se mogu koristiti u kvantnim kompjuterima u budućnosti“, kaže Guld.

(Telegraf Nauka/Phys.org)