Olimlar Supero'tkazgichlarni Amaliyroq Qilish Uchun Kalit Topeni Topdi

Sizga bir narsa haqida aytmoqchiman — bu olimlarni yillar davomida qiynab kelgan muammo edi, va nihoyat ular chiroyli yechim topishdi.

Telefoningiz zaryadka qurilmasi qiziydimi? Yoki noutbukingiz ventilyatori ko'p tab ochilganda ishlaydi? Bularning barchasi — bu energiya behuda issiqlik sifatida yo'qoladi. Tasavvur qiling-a, elektr toki shunchaki issiqlikka aylanib ketadi va hech qanday foyda keltirmaydi. Bu haqiqatan ham achinarli.

Energiyani Yo'qotmasdan Uzatish Orzusi

Mana shuning uchun supero'tkazgichlar olimlarni juda xursand qiladi. Bu ajoyib materiallar elektr tokini hech qanday yo'qotishsiz o'tkazadi. Nolga teng yo'qotish. Hech narsa behuda ketmaydi. Bugungi kunda ma'lumot markazlari global elektr energiyasining katta qismini iste'mol qilayotgan bir davrda bu juda muhim narsa.

Ammo muammo bor — har doim muammo bo'ladi.

Oddiy supero'tkazgichlar juda nazokati. Ular faqat Antarktidadan ham sovuqroq haroratlarda ishlaydi — minus 200 daraja atrofida. Bunday sovuq saqlash juda qimmat va murakkab sovutish tizimlarini talab qiladi. Telefoningiz uchun bu amaliy emas, albatta.

Bundan tashqari, ular magnit maydonlaridan qo'rqadi. Bu esa juda noqulay, chunki magnitlar biz foydalanadigan texnikalarda har yerde.

Shuning uchun olimlar yillar davomida shunday materiallarni izlashdi — ular kamroq sovuqlik talab qilsin yoki magnit maydonlariga chidamliroq bo'lsin. Bu ishlar hali davom etmoqda, ammo muvaffaqiyat sekin kelmoqda.

Kutlmagan Burilish

Endi esa eng qiziq qismi. Shvetsiyadagi Chalmers texnologiya universiteti olimlari shunday dedilar: "Agar supero'tkazgichni o'zgartirishga urinib ko'rmasdan, uning ostidagi asosni o'zgartirsak-chi?"

Ha, bu juda oddiy eshitiladi. Ammo tinglang.

Olimlar kuprat supero'tkazgichlar bilan ishlayotgan edi. Ular allaqachon supero'tkazgichlar dunyosining eng yaxshilari hisoblanadi, chunki ular boshqa materiallarga qaraganda kamroq sovuqlik talab qiladi. Ammo ular juda dag'al — bir marta yaratilganda, kimyoviy tuzilishi deyarli o'zgarmaydi.

Olimlar guruhi esa boshqacha yo'l tutdi. Ular supero'tkazgich qatlamining tagidagi asos — substratga e'tibor qaratdi. Ular shu sirtni nano miqyosda o'zgartirdi, mayda cho'qqilar va chuqurliklar yaratdi (bular millimetrning milliondan bir qismi kattalikda).

Bu Qanday Ishlaydi

Bu yerda eng qiziq qismi: shu mikroskopik xususiyatlar substrat bilan supero'tkazgichning tutashgan joyida elektron muhitni o'zgartiradi. Substrat supero'tkazgichdagi atomlarga "ko'rsatma" berayotgandek — ularga qanday joylashishni aytadi.

Natijada supero'tkazgich qatlamidagi elektronlar boshqacha harakatlana boshladi — ular "afzal yo'nalish" oldi va bu butun tizimni barqaror va mustahkam qildi.

Tadqiqot rahbari professor Floriana Lombardi shunday dedi: "Biz elektronlarning xususiyatlari bu interfeys mintaqasida afzal yo'nalish olishni boshlaganini ko'rdik — bu superconductiv holatni barqarorlashtirdi va kuchaytirdi."

Eng muhimi, bu o'zgartirilgan supero'tkazgich kuchli magnit maydonlarida ham o'z xususiyatlarini saqlab qoldi — bu odatda ko'pchilik materiallarda superconductivlikni yo'q qiladi.

Bu Nima Uchun Muhim

Mening fikrimcha: bu faqat laboratoriyadagi chiroyli hiyla emas. Bu muammoga butunlay boshqacha yondashuv.

Yillar davomida odamlar shunday o'ylardi: agar yaxshiroq supero'tkazgichlar kerak bo'lsa, yangi materiallar topish yoki mavjud bo'lganlarni kimyoviy jihatdan qayta ishlash kerak. Ikkala usul ham qimmat, ko'p vaqt talab qiladi va ko'pincha xunrezlikka olib keladi.

Ammo bu substratni shakllantirish usuli? Bu yangi dizayn tamoyilini ochadi. Oyga material izlamasdan, mavjud supero'tkazgichlarni ular o'sadigan sirtni sozlab, ishlashini yaxshilash mumkin.

Bu kvant hisoblash, ilg'or tibbiy tasvir va ha — oxir-oqibat elektronikalarimizni energiya tejashga yordam beradi.

Oldinda Ko'p Ish Bor

Ertaga superconductiv smartfonlar paydo bo'ladi, deb umid qilmang. Hali ham haroratlar juda past, va muhandislik ishlari ko'p.

Ammo bu tadqiqot olimlarga yangi vosita berdi. Bu ba'zan materialning tabiatiga qarshi kurashmasdan, uning atrof-muhiti bilan ishlashning o'zi yaxshiroq ekanligini ko'rsatadi.

Buni kuzatib boraman. Ba'zan eng katta kashfiyotlar shunday savoldan keladi: "Agar hamma boshqacha yondashayotgan bo'lsa, biz ham boshqacha yondashsak-chi?"

Ba'zan eng aqlli harakat — negizini o'zgartirishdir.

Manba: ScienceDaily