Superkonduktor suhu tinggi lebih hampir kepada realiti, terima kasih kepada antara muka baru yang tidak konvensional

Sepasukan penyelidik telah mereka bentuk antara muka unik antara superkonduktor (bahan yang mempamerkan rintangan elektrik sifar pada suhu rendah) dan bahan kiral. Antara muka baharu mencipta medan Zeeman yang dipertingkatkan dengan ketara - medan magnet yang mempengaruhi putaran elektron. Teknologi ini boleh menjadi kunci untuk aplikasi baharu dan inovatif dalam bidang seperti elektronik, tenaga, dan yang paling penting, pengkomputeran kuantum.

Bahan superkonduktor novel menggabungkan superkonduktor konvensional dengan bahan yang mempamerkan gandingan spin-orbit yang kuat. Interaksi ini, yang timbul daripada gandingan antara putaran elektron dan gerakan orbitnya, telah terbukti sangat mempengaruhi sifat bahan superkonduktor. Antara muka mendorong polarisasi putaran pada permukaan superkonduktor dan menjana keadaan kuasipartikel asal magnet.

Kini, keadaan kuasipartikel ialah keadaan yang secara khusus dipengaruhi oleh medan magnet. Keadaan ini boleh timbul dalam bahan di mana interaksi antara elektron dan medan magnet adalah kuat. Kesannya dikaitkan dengan konsep selektiviti putaran akibat kiraliti (CISS), di mana kiraliti struktur bahan mempengaruhi putaran dan momentum sudut orbit elektronnya. CISS adalah penting untuk membangunkan spintronics superkonduktif dan superkonduktiviti topologi, kerana ia menyediakan cara untuk mengawal putaran elektron dalam bahan superkonduktif.

Dengan merekayasa antara muka antara kedua-dua bahan ini, para penyelidik dapat meningkatkan sifat superkonduktor. Bahan yang dihasilkan juga menunjukkan toleransi yang lebih tinggi terhadap medan magnet, yang dengan sendirinya merupakan faktor kritikal untuk banyak aplikasi praktikal. Sebagai contoh, ia boleh menghapuskan dekoheren, yang berlaku apabila sistem kuantum berinteraksi dengan persekitarannya.

Implikasinya? Teknologi baharu ini boleh menyumbang ke arah pembangunan superkonduktor suhu tinggi, yang beroperasi pada suhu yang lebih dekat dengan keadaan ambien. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa superkonduktor sedia ada hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah. Jika suhu meningkat cukup tinggi sehingga jalur pengaliran dicapai, superkonduktiviti tidak akan berlaku. Oleh itu, bahan masa hadapan berdasarkan antara muka tersebut boleh mentakrifkan semula penghantaran dan penyimpanan tenaga, serta membolehkan penciptaan peranti elektronik yang lebih berkuasa dan cekap, seperti berprestasi tinggi transistor.

Akhir sekali, gandingan spin-orbit yang dipertingkatkan dalam bahan baharu ini boleh membawa kepada realisasi keadaan superkonduktor eksotik dengan sifat topologi. Keadaan eksotik berbeza daripada superkonduktor konvensional dari segi sifat elektronik dan simetrinya. Negeri-negeri ini telah menjadi subjek minat penyelidikan yang sengit kerana potensinya untuk pemprosesan maklumat dan pengiraan kuantum, seperti yang dinyatakan sebelum ini.

Para penyelidik percaya bahawa penemuan mereka akan merangsang penyelidikan lanjut ke dalam bidang superkonduktiviti dan membuka jalan baharu dalam masa terdekat. Sebagai rujukan, sistem MRI komersial pertama menggunakan superkonduktor telah diperkenalkan pada awal 1980-an. Tidak perlu dikatakan, ia adalah teknologi yang terobosan, dan diharapkan aplikasi masa depan hanya membina legasinya.

Atas ialah kandungan terperinci Superkonduktor suhu tinggi lebih hampir kepada realiti, terima kasih kepada antara muka baru yang tidak konvensional. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!