وقدم فريق من العلماء بقيادة فيزيائيين من جامعة تينيسي أدلة على وجود
أعاد العلماء إنتاج الفيزياء في عملهم ،على غرار النحاسيات (مركبات معقدة من النحاس والأكسجين) ، أشهر الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية ، من خلال زراعة ثلث طبقة أحادية من ذرات القصدير على ركيزة من السيليكون. في هذه الحالة ، يكون التنافر بين إلكترونات القصدير كبيرًا لدرجة أنها لا تستطيع الحركة ولا تمتلك الموصلية الفائقة.
للتغلب على هذه المقاومة العلماءأدخلت ذرات البورون في التركيب البلوري لطبقة السيليكون. تأخذ هذه "الشوائب" بعض الإلكترونات من طبقة القصدير (تصل إلى 10٪) ، مما يسمح للباقي بالتحرك بحرية داخل الطبقة. أظهرت التجارب أن مثل هذه المادة المعدلة لها خصائص معدنية وفائقة التوصيل. علاوة على ذلك ، تتجاوز درجة حرارته الحرجة نظائرها في جميع الموصلات الفائقة الأولية تقريبًا.
بالإضافة إلى ذلك ، وجد الباحثون ذلك في هذايُظهر مزيج القصدير والسيليكون خصائص الموصلات الفائقة اللولبية. في أنظمة الدوران اللولبية ، يكون اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة متماثلًا ، ولكن في نفس الوقت يختلف ، كما أوضح العلماء ، ويمكن مقارنة ذلك بالتشابه والاختلاف بين اليد اليمنى واليسرى.
في ميكانيكا الكم ، فإن خصائص مفرد أويتم ترميز الإلكترونات المقترنة في دالة موجية رياضية ، والتي يمكن أن تكون على اليسار أو اليمين أو "تافهة طوبولوجيًا". أظهرت الدراسة أن دالة الموجة فائقة التوصيل في طبقة القصدير اتضح أنها موجهة في اتجاه عقارب الساعة في جزء واحد من العينة ، وعكس اتجاه عقارب الساعة في الجزء الآخر. بمرور الوقت ، يتغيرون ، لكنهم دائمًا ما يدورون في اتجاهات مختلفة.
بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت التجارب ذلكفي الموصل الفائق الجديد ، لوحظ وجود قناتين للتوصيل أحادي البعد تعملان على طول محيط مادة العينة. يتم وضع كيانات غريبة (جسيمات البردقوش) في هذه القنوات ، والتي ، في ظل ظروف معينة ، تجمع بين الجسيم والجسيم المضاد. يشهد هذا السلوك أيضًا لصالح وجود الموصلية الفائقة اللولبية.
حبيبات البردقوش محمية طوبولوجيًا ،يقول العلماء إنهم محصنون ضد ما يحدث في بيئتهم وعناصر واعدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية. يعتقد الباحثون أن دمج الخصائص الغريبة للموصلات الفائقة مع منصة قابلة للتطوير بسهولة من المواد القائمة على السيليكون سيجعل تقنيات الكم أقرب إلى الإنتاج على نطاق صناعي.
قراءة المزيد:
تمت مقارنة صورتين للأرض بفارق 50 عامًا في وكالة ناسا: ما وجده العلماء
تم العثور على كوكب بحجم الأرض ليس بعيدًا عنا. ربما هناك جو
انظر إلى "الأقواس" الذهبية في القرن السابع عشر: تم تركيبها من قبل أحد الشخصيات الاجتماعية