ด้วยการแทนที่วัสดุคลาสสิกด้วยวัสดุที่มีคุณสมบัติควอนตัมเฉพาะตัว นักฟิสิกส์ได้สร้างวงจรตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำสิ่งที่คิดว่าเป็นไปไม่ได้มานานแล้ว
การค้นพบนี้จัดทำโดยนักวิจัยจากเยอรมนี เนเธอร์แลนด์ และสหรัฐอเมริกา ซึ่งล้มล้างแนวคิดเก่าๆ เกี่ยวกับธรรมชาติของวงจรตัวนำยิ่งยวดและวิธีควบคุมกระแสของวงจรและนำไปประยุกต์ใช้ได้จริง วงจรความเร็วสูงที่มีของเสียต่ำซึ่งอิงตามฟิสิกส์ของตัวนำยิ่งยวดเป็นโอกาสอันยอดเยี่ยมในการยกระดับเทคโนโลยีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ให้สูงขึ้นไปอีกขั้น
น่าเสียดายที่ลักษณะพิเศษที่ทำให้กระแสไฟฟ้ารูปแบบเบานี้สะดวกทำให้เกิดความท้าทายไม่รู้จบในการออกแบบชิ้นส่วนไฟฟ้าธรรมดารุ่นที่มีตัวนำยิ่งยวด
ยกตัวอย่างง่ายๆ เช่น ไดโอด หน่วยอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานนี้เป็นเหมือนสัญญาณทางเดียวสำหรับกระแส ซึ่งให้วิธีการควบคุม แปลง และปรับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน
ในวัสดุที่มีตัวนำยิ่งยวด เอกลักษณ์ของอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะพร่ามัว ทำให้เกิดคู่ที่เรียกว่าคูเปอร์คูเปอร์ ทำให้แต่ละอนุภาคในหุ้นส่วนมีโอกาสหลบหนีการกระแทกของพลังงานจากกระแสไฟฟ้าทั่วไป แต่หากไม่มีกฎการต่อต้านตามปกติ นักฟิสิกส์ก็ไม่สามารถทำให้อิเล็กตรอนตัวนำยิ่งยวดเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันได้ เพราะพวกมันมักจะแสดงพฤติกรรมที่เรียกว่า "ซึ่งกันและกัน"
สมมติฐานพื้นฐานที่ว่าตัวนำยิ่งยวดไม่สามารถทำลายการแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกันได้ (อย่างน้อยก็ไม่มีการควบคุมสนามแม่เหล็ก) ยังคงมีอยู่ตั้งแต่เริ่มการวิจัยในสาขานี้ ตรงไปตรงมา นี่เป็นอุปสรรค์ที่วิศวกรไม่สามารถทำได้
ความพยายามนี้อาจต้องทบทวนอีกครั้งหลังจากการทดลองที่แสดงการเชื่อมต่อประเภทหนึ่งกับส่วนประกอบควอนตัมที่สามารถควบคุมแม้แต่คูเปอร์ให้เดินไปตามถนนวันเวย์ ทางแยกโจเซฟสันเป็นแถบบางๆ ของวัสดุที่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดที่แยกวัสดุตัวนำยิ่งยวดคู่หนึ่งออกจากกัน ถ้าวัสดุนั้นบางพอ อิเล็กตรอนสามารถผ่านมันไปได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ต่ำกว่าระดับที่กำหนด กระแสเกินนี้ไม่มีแรงดัน ที่จุดวิกฤต จะเกิดแรงดันไฟฟ้าที่สั่นอย่างรวดเร็วเป็นคลื่น ซึ่งสามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัม
การตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสนี้ไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น ก่อนหน้านี้เป็นไปได้ด้วยสนามแม่เหล็กภายนอก แต่ทีมงานพบว่าหากใช้โครงตาข่ายสองมิติจากโลหะไนโอเบียม พวกเขาสามารถจ่ายกับสนามและอาศัยคุณสมบัติทางควอนตัมของวัสดุเพียงอย่างเดียว
ทีมงานมั่นใจว่าพวกเขาได้ทำเครื่องหมายในช่องทั้งหมดที่จำเป็นเพื่อยืนยันการค้นพบของพวกเขา อย่างไรก็ตาม ยังมีหนทางอีกยาวไกลกว่าที่เราจะได้เห็นตัวนำยิ่งยวดที่เป็นหัวใจของคอมพิวเตอร์รุ่นต่อไป
คุณสามารถช่วยยูเครนต่อสู้กับผู้รุกรานรัสเซีย วิธีที่ดีที่สุดคือบริจาคเงินให้กับกองทัพยูเครนผ่าน เซฟไลฟ์ หรือทางเพจอย่างเป็นทางการ NBU.
อ่าน:
- นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อ้างว่ามี "จิตดาวเคราะห์" อยู่…. แต่ไม่มีในโลก
- การเริ่มต้นอวกาศของยูเครนพัฒนาอุปกรณ์สำหรับความต้องการทางทหาร