Odpowiadają za to naukowcy z Uniwersytetu Rice’a, którzy opisali kulisy swoich działań na łamach Nature Communications. Najważniejszym aspektem ich dokonań było utworzenie energooszczędnego supermetalu kwantowego, co stało się możliwe za sprawą zmiany symetrii kryształu. Wykorzystali w tym celu ind, który odblokował cechy topologiczne i nadprzewodzące rzeczonego kryształu.
Czytaj też: Przypadkowo stworzyli materiał, który wydaje się przeczyć prawom fizyki. Wtedy stało się coś niezwykłego
I choć przyznają, że czeka ich jeszcze wiele badań – które być może przyniosą jeszcze więcej intrygujących informacji – to nawet teraz można mówić o wielkim potencjale. Wszystko przez to, że świat potrzebuje rozwiązań dotyczących wydajnych urządzeń elektronicznych cechujących się zarazem wysoką energooszczędnością. W praktyce oznacza to zastosowania między innymi w produkcji elektronicznych urządzeń, elektrycznych samochodów czy eksperymentach poświęconych technologiom kwantowym.
W każdej z tych dziedzin w grę wchodzi zużycie ogromnych ilości energii, co generuje koszty i nierzadko prowadzi do powstawania szkodliwych dla środowiska emisji. W osiągnięciu wyznaczonych celów, tj. utrzymaniu wysokiej wydajności przy zredukowanym zapotrzebowaniu na energię, ma pomóc najnowszy materiał kwantowy zaprojektowany przez naukowców ze Stanów Zjednoczonych.
Supermetal zaprojektowany przez przedstawicieli Uniwersytetu Rice’a mógłby zostać wykorzystany na wiele różnych sposobów, od elektroniki, przez elektryczne samochody, aż po technologie kwantowe
Do jego powstania doprowadziły eksperymenty polegające na precyzyjnym dostrajaniu struktury atomowej poprzez zmiany chemiczne. Takie podejście do tematu przyniosło korzyści w tym przypadku, ale powinno sprawdzić się również w odniesieniu do projektowania kolejnych, które jak na razie nie istnieją. Bardzo istotną rolę w przypadku członków zespołu badawczego odegrało wprowadzenie niewielkich ilości indu do związku znanego jako disiarczek tantalu.
Przełożyło się to na zmianę symetrii kryształu, co z kolei doprowadziło do nietypowych zachowań. Autorzy zwrócili uwagę na bardzo nietypowy wzór przepływu elektronów. Cechuje się on zachowaniem, w którym elektrony o przeciwnych spinach poruszają się po oddzielnych ścieżkach przez przestrzeń pędu. O ile pierwotnie owe ścieżki pozostawały oddzielone, tak w pewnym momencie zaczęły się zbiegać w chronionym stanie, za sprawą którego pojawiły się właściwości nadprzewodzące.
Czytaj też: Udało się po stu latach poszukiwań. Fizycy zarejestrowali „drugi dźwięk”
Za ich sprawą energię elektryczną można transportować w takim materiale bez jakichkolwiek strat energii. Z tego względu sami zainteresowani mówią o potencjale wykorzystania tego materiału w nadprzewodnikach topologicznych. Toruje to drogę do wykonywania zaawansowanych obliczeń kwantowych oraz zwiększenia wydajności transferu energii.