محققان دانشگاه ام‌آی‌تی مدعی شده‌اند قانون جهانی را برای ابررساناها کشف کرده‌اند که در صورت تأیید دقیق‌بودن آن، مدارهای ابررسانای لازم برای محاسبات کوانتومی و نیازمند نیروی فوق‌العاده اندک را پیشرفت خواهد داد.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، مواد ابررسانا هیچ گونه مقاومت الکتریکی در دماهای نزدیک به صفر مطلق ندارند و این بدین معناست که مقادیر بسیار کم انرژی برای ایجاد جریان‌های الکتریکی در آن‌ها لازم است. بنابراین، انتظار می‌رود ابزاری مانند پردازنده‌های محاسباتی که از این مواد ساخته می‌شوند، در مقایسه با مدارهای معمولی، از صدها برابر انرژی کمتری استفاده کنند.

با این حال، تا پیش از این، رابطه بین پارامترهای الکتریکی و فیزیکی ابررساناها عمدتا مبتنی بر فرضیات فیزیک نظری استاندارد بود و هیچ قانون منفردی برای این عملکردها به اثبات نرسیده بود. رابطه ریاضیاتی ارائه‌شده توسط محققان دانشگاه ام‌آی‌تی شامل ضخامت ماده، دما و مقاومت الکتریکی است و تاکنون برای تمامی ابررساناها صدق کرده است.

تا پیش از تحقیقات انجام‌شده در این دانشگاه، نظریات دیگر نشان داده‌ بودند دمای فعالیت الکتریکی در یک ابررسانا تابعی از ضخامت فیلمی که از آن ساخته می‌شود، یا مقاومت الکتریکی آن در دمای اتاق است. با این حال، زمانی که تیم علمی ابررساناهایی را از اتم‌های نیترید نیوبیم ساخت، این نظریات درباره آن‌ها صدق نکرد.

به منظور درک نابهنجاری بین نظریه و عمل، محققان تعدادی از آزمایشاتی را با رشددادن فیلم فوق‌نازکی انجام دادند تا ببینند آیا می‌توانند نتایج قاطع‌تری در این زمینه ارائه دهند یا خیر. برای انجام این کار، آن‌ها ضخامت ماده یا مقاومت ورقه (مقامت ماده در هر ناحیه سطحی) را ثابت نگه داشتند.

تیم علمی سپس هر نوع تغییر در دمای بحرانی را با تغییر هر یک از این پارامترها اندازه‌گیری کرد و در نهایت، الگویی از رفتار تکرارشدنی حاصل شد. در فرمول جدید، ضخامت ورقه، d و دمای بحرانی Tc است و مقاومت ورقه نیز به شکل Rs نمایش داده شده است؛ در نتیجه دانشمندان فرمول جهانی ابررسانایی را ارائه داده‌اند که عبارت است از (dTc(Rs.

محققان با استفاده از این فرمول توانستند ابزارهای بزرگ‌تری بسازند که انجام این کار تا پیش از این ممکن نبود. فیلم‌های نازک از لحاظ علمی قابل‌توجه‌اند زیرا دانشمندان را به انتقال ابررسانایی عایق نزدیک می‌کنند.

تیم علمی مدعی‌ است تحقیقات جدید دیدگاه‌های بهتری درباره ابررسانایی فیلم نازک ارائه می‌دهد که این امر به نوبه خود موجب پیشرفت‌ در زمینه آشکارسازهای نوری و نیمه‌رساناهای محاسباتی کوانتومی خواهد شد.

جزئیات این دستاورد مهم علمی در نشریه Physical Review B قابل‌مشاهده است.

انتهای پیام