To za sprawą dokonań uczestników międzynarodowego projektu poświęconego poszukiwaniu egzotycznych nadprzewodników. Ten konkretny, opisany niedawno w Nature Physics, wyróżnia się na tle konkurencji, ponieważ może być kontrolowany przez silny magnetyzm. To nietypowa zależność, wszak zazwyczaj pola magnetyczne mogły mieć negatywny wpływ na działanie nadprzewodnika, zakłócając go.
Czytaj też: Ukryte cechy nadprzewodnika. Kwantowy przełom wykazał coś niespodziewanego
Czym w ogóle jest nadprzewodnictwo? Najprościej można opisać to zjawisko jako stan materiału, w którym występuje zerowa rezystancja. W praktyce oznacza to, iż taki materiał może transportować prąd bez jakichkolwiek strat. Wystarczy sobie wyobrazić, jak wielce rewolucyjne byłyby sieci energetyczne dostosowane do takiego przesyłu. A potencjalnych zastosowań nadprzewodnictwa jest więcej, włącznie z lewitacją magnetyczną.
Kluczem do zabezpieczenia nadprzewodnika przed negatywnym wpływem pola magnetycznego okazał się tzw. izolator topologiczny. Takim mianem określa się półprzewodniki przystosowane do przewodzenia prądu na powierzchni, ale nie wewnątrz. Fenomen ten bierze się ze sposobu, w jaki ustawione są elektrony wchodzące w skład materiału półprzewodnikowego.
Nadprzewodnik stworzony przez naukowców zaangażowanych w międzynarodowy projekt wykazuje wysoki stopień kontroli z udziałem pól magnetycznych
Członkowie zespołu badawczego przetestowali koncepcję, w której dwuwymiarowy izolator topologiczny wykonany został z rtęci, manganu i telluru. W takich okolicznościach wprowadzili elektrony w stany znany jako FFLO (ang. proximity-induced Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state). W jego przypadku wspomagane kwantowo pary elektronów – zapewniające zerową rezystancję – są poddawane kontroli.
Zdaniem samych zainteresowanych mogą teraz wykorzystywać zewnętrzne pole magnetyczne do prowadzenia precyzyjnej kontroli właściwości nadprzewodnictwa. Wskazuje to na istny przełom, a dalsze postępy – owocujące zebraniem nowych informacji na temat oddziaływania nadprzewodnictwa i magnetyzmu – powinno doprowadzić do jeszcze bardziej innowacyjnych zastosowań.
Czytaj też: Obliczenia kwantowe w każdym domu. Do tej pory tę technologię wykorzystywały jedynie największe firmy
Za przykład konkretnego wykorzystania ostatnich postępów naukowcy zaangażowani w projekt podają obliczenia kwantowe. Te pozwalają na wykonywanie bardzo zaawansowanych kalkulacji, ale zarazem wymagają wysokiego stopnia kontroli nad elektronami. Poza tym muszą być odporne na zakłócenia pochodzące z zewnątrz. Wygląda na to, iż egzotyczny nadprzewodnik objęty eksperymentami powinien umożliwić realizację obu tych celów. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, badacze będą w stanie doprowadzić do stabilizacji kubitów i wdrożenia ich w zastosowań związanych z działaniem komputerów kwantowych. Przyszłość technologiczna, transportowa czy energetyczna może być wysoce zależna od tych postępów. Ważne będzie jednak sprawienie, by nadprzewodnictwo dało się utrzymać w temperaturach zdecydowanie wyższych aniżeli bliskich zeru absolutnemu, czyli najniższej wartości spotykanej w całym wszechświecie.
