ตัวนำยิ่งยวดทุกตัวมีกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานแต่พวกมันก็บรรลุผลสำเร็จ
ตัวนำยิ่งยวดเป็นมหภาคปรากฏการณ์ควอนตัมซึ่งประกอบด้วยการเปลี่ยนเฟสของสารบางชนิดที่อุณหภูมิต่ำเป็นสถานะใหม่ที่ไม่มีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ มีตัวนำยิ่งยวดหลายประเภท สิ่งที่ง่ายที่สุดคือโลหะบริสุทธิ์บางชนิด ซึ่งคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ และพฤติกรรมของพวกมันได้รับการอธิบายอย่างดีโดยทฤษฎีของ Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS)
การศึกษาที่ดำเนินการโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดแสดงให้เห็นว่าใน UTe2 หรือยูเรเนียมไดเทลลูไรด์ ไม่มีตัวนำยิ่งยวดเพียงชนิดเดียว แต่มี 2 ประเภทพร้อมๆ กัน
ในการศึกษาอื่น ทีมที่นำโดย Steven Anlage ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของ UMD และสมาชิก QMC ได้ระบุพฤติกรรมที่ผิดปกติบนพื้นผิวของวัสดุชนิดเดียวกัน
ตัวนำยิ่งยวดจัดแสดงสิ่งพิเศษของพวกเขาลักษณะเฉพาะที่อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้น เช่นเดียวกับน้ำที่แข็งตัวต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียสเท่านั้น ในตัวนำยิ่งยวดทั่วไป อิเล็กตรอนจะรวมตัวกันเป็นเส้นคองกาสองคน โดยติดตามกันภายในโลหะ แต่ในบางกรณีซึ่งเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก อาจกล่าวได้ว่าคู่อิเล็กตรอนเต้นรอบกันแทนที่จะเต้นเป็นเส้น ทันทีที่อิเล็กตรอนรวมกันในลักษณะนี้ จะเกิดกระแสน้ำวนขึ้น ซึ่งทำให้ตัวนำยิ่งยวดเชิงทอพอโลยีแตกต่างจากอิเล็กตรอนธรรมดา
ในบทความทางวิทยาศาสตร์ฉบับใหม่ Palone และผู้ร่วมงานของเขารายงานมิติใหม่สองมิติที่เปิดเผยโครงสร้างภายในของ Ute2 ทีม UMD วัดความร้อนจำเพาะของวัสดุ ซึ่งวัดปริมาณพลังงานที่ใช้ในการให้ความร้อนต่อองศา พวกเขาวัดความร้อนจำเพาะที่อุณหภูมิเริ่มต้นที่แตกต่างกัน และสังเกตว่ามันเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อตัวอย่างกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด
ในมิติที่สอง ทีมงานจากสแตนฟอร์ดเล็งลำแสงเลเซอร์ไปที่ชิ้นส่วนของ UTe2 และสังเกตว่าแสงสะท้อนบิดเบี้ยวเล็กน้อย หากส่งแสงสะท้อนขึ้นและลง แสงสะท้อนส่วนใหญ่จะกระเด้งขึ้นและลง แต่ยังไปทางซ้ายและขวาเล็กน้อยด้วย นี่หมายความว่ามีบางอย่างในตัวนำยิ่งยวดกำลังบิดแสงและไม่หมุนออก
ทีมงานสแตนฟอร์ดยังพบว่าสนามแม่เหล็กอาจทำให้ UTe2 หักเหแสงไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง หากพวกเขาใช้สนามแม่เหล็กที่สูงขึ้นเมื่อตัวอย่างกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด แสงที่ส่งออกจะเอียงไปทางซ้าย ถ้าพวกมันชี้สนามแม่เหล็กลง แสงจะเอียงไปทางขวา สิ่งนี้บอกกับนักวิจัยว่ามีบางอย่างที่พิเศษเกี่ยวกับทิศทางขึ้นและลงของคริสตัลสำหรับอิเล็กตรอนเป็นคู่ภายในตัวอย่าง
หากเป็นลักษณะของตัวนำยิ่งยวดในวัสดุทอพอโลยี ความต้านทานในกลุ่มวัสดุจะยังคงเป็นศูนย์ แต่มีสิ่งพิเศษเกิดขึ้นที่พื้นผิว: อนุภาคที่เรียกว่าโหมด Majorana จะปรากฏขึ้น พวกมันจะก่อตัวเป็นของเหลวที่ไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวด อนุภาคเหล่านี้ยังคงอยู่บนพื้นผิวแม้จะมีข้อบกพร่องของวัสดุหรือรบกวนสิ่งแวดล้อมเล็กน้อยก็ตาม
นักวิจัยแนะนำว่าต้องขอบคุณคุณสมบัติเฉพาะของอนุภาคเหล่านี้ สามารถเป็นพื้นฐานที่ดีสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม การเข้ารหัสข้อมูลควอนตัมเป็นส่วนสำคัญหลายตัวที่อยู่ห่างไกลกันทำให้ข้อมูลแทบไม่ได้รับผลกระทบจากการรบกวนในท้องถิ่น ซึ่งจนถึงขณะนี้ยังเป็นหนึ่งในปัญหาหลักของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
อ่านเพิ่มเติม
อธิบายว่าจักรวาลสะท้อนใกล้หลุมดำอย่างไร
พิษจำนวนมากและรูปแบบใหม่ของการตายของอารยธรรม: ความรู้ของเราเกี่ยวกับมายาเปลี่ยนไปอย่างไร
การเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของโลกมีส่วนทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนบนโลกใบนี้