Lehetetlennek gondolt egyirányú szupravezetőt fedeztek fel

Német, holland és amerikai kutatók olyan fedeztek fel, ami csak egy irányban szupravezető. Szupravezetőnek olyan anyagokat neveznek, amelyek ellenállás nélkül vezetik az áramot. A jelen felfedezés ugyanakkor olyan, mintha korcsolyával olyan felületre lépnénk, amely az egyik irányban végtelenül csúszós, a másik irányban viszont egyáltalán nem. Az egyirányú szupravezetők létezését a szupravezetés 1911-es felfedezése óta lehetetlennek gondolták.

A XX. század a félvezetők évszázada volt. A XXI. század a szupravezető évszázada lehet. Ez minden társadalmi és technikai alkalmazásra hatással lesz

– fogalmazott Mazhar Ali professzor, a német Delft Műszaki Egyetem kutatócsoportjának vezetője.

A felfedezés nyitja a kétdimenziós kvantumanyagokban keresendő. A kutatók nióbium alkalmazásával pár atomréteg vastagságú anyagból építettek Josephson-csomópont nevű eszközöket. Ezekben a korábban próbált elektromágneses mezők helyett kvantumhatások idézték elő, hogy a szupravezető anyagokra jellemző Cooper-párba álló elektronok csak egy irányba mozogjanak.

A szupravezetők új szintre emelhetik a számítástechnikát, mert energiaveszteség és túlmelegedés nélkül több százszor gyorsabb és takarékosabb elektronikát lehet belőlük építeni. Az IBM mérnökei 

a szupravezető számítógépeket, de a munka végül elakadt, mivel lehetetlennek tűnő egyirányú szupravezetőkre lett volna szükség a továbblépéshez. A szakemberek fél évszázaddal később, most újra nekifuthatnak.

A szupravezetést eddig közel abszolút nulla fokra hűtött anyagoknál sikerült létrehozni. A terület legújabb felfedezései a szobahőmérséklet közelében is szupravezető anyagok – ezek viszont csak elképesztő magas nyomáson működnek.

Az új anyagon alapuló szuperszámítógépekre egy kicsit még várni kell, és amikor megvalósulnak, biztosan nem asztali gépekben, hanem szuperszámítógépekben jelennek meg. A kutatás következő lépése annak megismerése, hogy a szupravezető Josephson-diódák milyen hőmérsékleten és nyomáson maradnak működőképesek. Mazhar Ali professzor és csapata arra kíváncsi, hogy tudnak-e folyékony nitrogénnel hűtött, működőképes Josephson-diódát előállítani, és hogy miként oldható meg, hogy több millió ilyen diódából álló chipet készítsenek.

(Phys.org)