تحمل جميع الموصلات الفائقة تيارات كهربائية دون مقاومة. لكنها تحقق هدفها
الموصلية الفائقة هي عيانيةظاهرة كمومية تتكون من انتقال طور لبعض المواد عند درجات حرارة منخفضة إلى حالة جديدة بدون مقاومة كهربائية. هناك عدة أنواع مختلفة من الموصلات الفائقة. أبسط هذه العناصر هي بعض المعادن النقية ، التي تتغير خصائصها بالقرب من الصفر المطلق ، وسلوكها موصوف جيدًا بواسطة نظرية باردين كوبر شريفير (BCS).
أظهرت دراسة أجراها فريق من جامعة ستانفورد أنه في UTe2، أو ثنائي تلورايد اليورانيوم، لا يوجد نوع واحد، بل نوعان من الموصلية الفائقة في وقت واحد.
وفي دراسة أخرى، حدد فريق بقيادة ستيفن أنلاج، أستاذ الفيزياء بجامعة ميريلاند وعضو QMC، سلوكًا غير عادي على سطح المادة نفسها.
الموصلات الفائقة تظهر خاصيتهاخصائصها فقط عند درجة حرارة معينة، كما أن الماء لا يتجمد إلا تحت الصفر المئوي. في الموصلات الفائقة التقليدية، تتحد الإلكترونات معًا في خط كونجا مكون من شخصين، تتبع بعضها البعض داخل المعدن. لكن في بعض الحالات النادرة، يمكن القول بأن أزواج الإلكترونات ترقص حول بعضها البعض بدلاً من الرقص في خط واحد. وبمجرد اتحاد الإلكترونات بهذه الطريقة، تتشكل دوامة، وهو ما يميز الموصل الفائق الطوبولوجي عن الإلكترون البسيط.
في مقال علمي جديد ، بالوني ومعاونيهأبلغت عن بعدين جديدين يكشفان عن الهيكل الداخلي لـ UTe2. قام فريق UMD بقياس الحرارة النوعية للمادة ، والتي تقيس مقدار الطاقة اللازمة لتسخينها لكل درجة. قاموا بقياس الحرارة النوعية عند درجات حرارة أولية مختلفة ولاحظوا كيف تغيرت عندما أصبحت العينة فائقة التوصيل.
خلال البعد الثاني ، فريق ستانفوردصوب شعاع ليزر على قطعة UTe2 ولاحظ أن الضوء المنعكس مشوه قليلاً. إذا أرسلوا الضوء يرتد لأعلى ولأسفل ، فإن الضوء المنعكس يرتد في الغالب لأعلى ولأسفل ، ولكن أيضًا قليلاً إلى اليسار واليمين. هذا يعني أن شيئًا ما داخل الموصل الفائق كان يلوي الضوء ولا يدور للخارج.
وجد فريق ستانفورد ذلك أيضًايمكن أن يتسبب المجال المغناطيسي في قيام UTe2 بثني الضوء بطريقة أو بأخرى. إذا طبقوا مجالًا مغناطيسيًا صاعدًا عندما أصبحت العينة فائقة التوصيل ، فسيتم إمالة الضوء الخارج إلى اليسار. إذا وجهوا المجال المغناطيسي لأسفل ، فإن الضوء يميل إلى اليمين. أخبر هذا الباحثين أن هناك شيئًا مميزًا حول اتجاهات البلورة لأعلى ولأسفل للإلكترونات في أزواج داخل العينة.
إذا كانت طبيعة الموصلية الفائقة في المادةطوبولوجيًا، ستظل المقاومة في الجزء الأكبر من المادة صفرًا، ولكن سيحدث شيء فريد على السطح: ستظهر جسيمات تُعرف باسم أنماط ماجورانا، وستشكل سائلًا ليس موصلًا فائقًا. وتبقى هذه الجسيمات أيضًا على السطح بالرغم من وجود عيوب مادية أو اضطرابات بيئية بسيطة.
اقترح الباحثون ذلك بفضلللخصائص الفريدة لهذه الجسيمات ، يمكن أن تصبح أساسًا جيدًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية. إن ترميز جزء من المعلومات الكمومية في العديد من الكواكب الموجودة بعيدًا عن بعضها البعض يجعل المعلومات محصنة فعليًا ضد الاضطرابات المحلية ، والتي كانت حتى الآن إحدى المشكلات الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.
قراءة المزيد
شرح كيف ينعكس الكون بالقرب من الثقوب السوداء
Массовые отравления и новые версии гибели цивилизации: как изменились наши знания о майя
ساهمت التغييرات في مدار الأرض في ظهور حياة معقدة على هذا الكوكب