על ידי החלפת חומר קלאסי בחומר בעל תכונות קוונטיות ייחודיות, הפיזיקאים יצרו מעגל מוליך-על המסוגל להישגים שנחשבו בלתי אפשריים.
התגלית, שנעשתה על ידי חוקרים מגרמניה, הולנד וארצות הברית, הופכת רעיונות עתיקי יומין לגבי טבעם של מעגלים מוליכים וכיצד ניתן לרתום את הזרמים שלהם ולמצוא יישומים מעשיים. מעגלים בעלי פסולת נמוכה, במהירות גבוהה המבוססים על הפיזיקה של מוליכות-על מספקים הזדמנות מצוינת לקחת את טכנולוגיית מחשבי העל לרמה חדשה.
למרבה הצער, המאפיינים שהופכים את הצורה הקלה הזו של זרם חשמלי לכל כך נוחה מציבים אתגרים אינסופיים בתכנון גרסאות מוליכות-על של רכיבים חשמליים רגילים.
קחו, למשל, משהו פשוט, כמו דיודה. יחידה בסיסית זו של אלקטרוניקה היא כמו סימן חד-כיווני לזרמים, המספקת אמצעי לווסת, המרה וכוונון תנועת האלקטרונים.
בחומרים מוליכים-על, הזהות של אלקטרונים בודדים אלה מיטשטשת, וכתוצאה מכך שותפים הנקראים זוגות קופר, המעניקים לכל חלקיק בשותפות הזדמנות להימלט מהטלטלה מנקזת האנרגיה של זרם חשמלי טיפוסי יותר. אבל ללא חוקי ההתנגדות הרגילים, פיזיקאים לא הצליחו לגרום לאלקטרונים מוליכים-על לנוע באותו כיוון, כי הם תמיד מציגים מה שנקרא התנהגות "הדדית".
הנחה בסיסית זו לפיה מוליכות-על אינה מסוגלת לשבור הדדיות (לפחות ללא מניפולציה של השדה המגנטי) נמשכת מאז תחילת המחקר בתחום זה. למען האמת, זהו מכשול שמהנדסים יכולים להסתדר בלעדיו.
ייתכן שכעת צריך לחזור על המאמץ הזה בעקבות ניסוי שמראה סוג של קשר עם רכיב קוונטי המסוגל לכוון אפילו זוגות קופר ברחוב חד סטרי. צמתים ג'וזפסון הם רצועות דקות של חומר שאינו מוליך-על המפריד בין זוג חומרים מוליכים-על. אם החומר דק מספיק, אלקטרונים יכולים לעבור דרכו ללא הפרעה. מתחת לרמה מסוימת, לזרם יתר זה אין מתח. בנקודה הקריטית, מתרחש מתח שמתנודד במהירות בגלים, שניתן להשתמש בו ביישומים כמו מחשבים קוונטיים.
להבטיח שזרם זה תמיד זורם רק בכיוון אחד היה אפשרי בעבר עם שדה מגנטי חיצוני. אבל הצוות גילה שאם ישתמשו בסריג דו מימדי המבוסס על מתכת ניוביום, הם יכולים לוותר על התחום ולהסתמך אך ורק על התכונות הקוונטיות של החומר.
הצוות בטוח שהם סימנו את כל התיבות הנדרשות כדי לבסס את הגילוי שלהם. עם זאת, יש עוד דרך ארוכה עד שנראה מוליכים בלב הדור הבא של המחשוב.
אתה יכול לעזור לאוקראינה להילחם נגד הפולשים הרוסים. הדרך הטובה ביותר לעשות זאת היא לתרום כספים לכוחות המזוינים של אוקראינה באמצעות הצלת חיים או דרך העמוד הרשמי NBU.
קרא גם:
- אסטרופיזיקאים טוענים שקיים "מוח פלנטרי"... אבל אין כזה על כדור הארץ
- סטארט-אפ חלל אוקראיני מפתח ציוד לצרכים צבאיים