Tím odborníkov z Technickej univerzity Delft dokázal vytvoriť a demonštrovať prvý jednosmerný supravodič na svete. Tento objav by mal umožniť obrovský technologický skok, ktorý až 400-násobne zrýchli počítače a zároveň umožní ušetriť obrovské množstvo energie. Na tému upozornil portál InterestingEngineering.

Jednosmerný supravodič

Supravodivosť je jav z kvantovej mechaniky, pri ktorom materiál, schladený pod svoju kritickú teplotu, dokáže viesť elektrický prúd bez odporu.

Cornell University

Ako píše portál NewAtlas, supravodiče majú potenciál mnohonásobne zrýchliť naše elektronické zariadenia a tiež eliminovať stratu energie. Bez použitia magnetických polí však až doteraz nebolo možné zabrániť vedeniu elektrického prúdu vo všetkých smeroch, takže vybudovať počítač pre klasické výpočty bolo skrátka extrémne nepraktické.

Všetko sa však môže zmeniť vďaka novej štúdii publikovanej v žurnále Nature, kde odborníci z Technickej univerzity v Delfte popísali, ako ich supravodivé diódy dokážu posunúť oblasť výpočtovej techniky na úplne nový level.

V štúdii odborníci na čele s Mazharom Alim predstavili alternatívnu metódu riadenia elektrického prúdu v supravodičoch aj bez použitia magnetov. Umožnil im to nový kvantový materiál, ktorý vyvinuli odborníci z Univerzity Johna Hopkinsa. Nový materiál s názvom Nb₃Br₈ je, podobne ako grafén, 2D materiál – kryštalická pevná látka pozostávajúca z jednej vrstvy atómov.

Na rozdiel od iných supravodičov, tento konkrétny materiál však má vlastný elektrický dipól, vďaka čomu bolo možné vytvoriť tzv. „Quantum Material Josephson Junctions“.

Mai-Linh Doan/Wikimedia Commons

Josephsonov efekt je špeciálny prípad tunelového javu, kedy častica porušuje princíp klasickej fyziky tým, že prechádza potenciálovou bariérou, ktorá je vyššia ako energia častice. Inými slovami – Josephsonov efekt umožňuje vznik elektrického prúdu medzi dvomi supravodičmi oddelenými tenkou vrstvou izolantu.

„To ovplyvní všetky spoločenské a technologické aplikácie. Ak bolo 20. storočie storočím polovodičov, 21. storočie sa môže stať storočím supravodičov,“ nazdáva sa Ali.

Výskumníci stihli svoje zariadenie niekoľkokrát otestovať, pričom sa vždy ukázalo, že Josephsonova dióda prepúšťala v priepustnom smere prúd bez odporu, v závernom smere vykazovala očakávanú veľkosť odporu, a na riadenie prúdu nepotrebovala žiadne magnetické polia.

Zariadenie má však stále svoje „muchy“. Takáto Josephsonova dióda totiž stále musí byť chladená na -196 °C. Najbližšie sa preto vedci pokúsia dosiahnuť rovnaký výsledok za pomoci vysokoteplotných supravodičov.

Nemenej dôležitým problémom je aj škálovateľnosť tejto technológie. Zatiaľ sa totiž nevie, ako by bolo možné dostať milióny Josephsonových diód na jeden čip. Autori sa však nazdávajú, že ich zariadenie by mohlo nájsť uplatnenie v serverových farmách a superpočítačoch.