Supercurrent ไปที่ขอบ

Supercurrent ไปที่ขอบ

นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในสหรัฐฯ ได้กลายเป็นกลุ่มแรกที่สังเกตเห็นกระแสไฟที่รุนแรงที่ขอบของตัวนำยิ่งยวด ซึ่งแตกต่างอย่างมากกับกระแสน้ำยิ่งยวดในกลุ่มของวัสดุ พวกเขากล่าวว่า “ตัวนำยิ่งยวดเชิงทอพอโลยี” นี้อาจมีประโยชน์สำหรับการใช้งานใหม่ ๆ วัสดุทอพอโลยีเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันมากที่พื้นผิวเมื่อเทียบกับวัสดุจำนวนมาก ต้องขอบคุณ “สภาพขอบ” ที่ได้รับการปกป้อง

ทอพอโลยี

เป็นพิเศษ ฉนวนทอพอโลยี – วัสดุที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนภายใน แต่นำกระแสบนพื้นผิว – เป็นประเด็นร้อนในการวิจัยสสารควบแน่นเป็นเวลาหลายปี แต่ตัวนำยิ่งยวดกลับไม่ได้รับการศึกษาที่ดีนัก เพื่อหาคำตอบว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อภายในของวัสดุทอพอโลยีไม่ใช่ฉนวนแต่เป็นตัวนำยิ่งยวดนายพวน 

อ่องและคณะจึงหันมาสนใจโมลิบดีนัมไดเทลลูไรด์ (MoTe 2 ) วัสดุนี้เป็นกึ่งโลหะของ Weylซึ่งเป็นชั้นของวัสดุทอพอโลยีที่เพิ่งค้นพบ ซึ่งอิเล็กตรอน (ซึ่งก็คือเฟอร์มิออน และด้วยเหตุนี้จึงมีสปิน-1/2) ทำตัวราวกับว่ามันไม่มีมวล อนุภาคที่มีพฤติกรรมแปลกประหลาดเหล่านี้ได้รับการทำนายในปี พ.ศ. 2472 

โดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี เฮอร์แมน ไวล์ ว่าเป็นคำตอบของสมการไดแรค (ซึ่งอธิบายฟิสิกส์ของเฟอร์มิออนปกติ) และอนุภาคเหล่านี้เดินทางได้เร็วกว่าและกระจายพลังงานน้อยกว่าอิเล็กตรอนในโลหะธรรมดาหรือสารกึ่งตัวนำ นอกจากนี้ยังแสดง “เอฟเฟกต์แม่เหล็ก chiral” เมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็ก

ซึ่งสร้างกระแสของอนุภาค Weyl บวกและลบที่เคลื่อนที่ขนานและตรงกันข้ามกับสนาม รูปแบบฟันเลื่อยในการสั่นของกระแสวิกฤตนักวิจัยเริ่มต้นด้วยการเตรียมเศษผลึกของ MoTe 2ที่มีความหนาระหว่าง 60 ถึง 120 นาโนเมตร จากนั้น พวกเขาทำให้ตัวอย่างผลึกเหล่านี้เย็นลงจนต่ำกว่า 100 มิลลิเคลวิน 

ซึ่งเป็นอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดของMoTe 2 จากนั้น พวกเขาใช้สนามแม่เหล็กอ่อนกับตัวอย่างในขณะที่วัดกระแสที่ไหลผ่าน ทีมงาน ได้สังเกตปริมาณที่เรียกว่าการสั่นของกระแสวิกฤตในรูปแบบฟันเลื่อยขณะที่พวกมันเพิ่มสนามแม่เหล็กที่ใช้ ทั้งความสูงและความถี่ของการสั่นเหล่านี้

เข้ากันได้ดี

กับการคาดการณ์ว่าความผันผวนเหล่านี้เกิดขึ้นจากพฤติกรรมควอนตัมของอิเล็กตรอนที่จำกัดอยู่ที่ขอบของวัสดุได้อย่างไร พวกเขากล่าว ในวัสดุที่มีตัวนำยิ่งยวด อิเล็กตรอนสามารถเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าสถิตร่วมกันเพื่อสร้างคู่คูเปอร์ได้ เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับการสั่นสะเทือน

ของโครงตาข่ายผลึกของวัสดุ คู่เหล่านี้จะประพฤติตัวเป็นโบซอนซึ่งมีการหมุนจำนวนเต็ม ซึ่งหมายความว่าสามารถควบแน่นเพื่อสร้างสถานะ “ของไหลยิ่งยวด” ซึ่งทำงานเป็นหนึ่งเดียว นำกระแสไฟฟ้าผ่านวัสดุโดยไม่มีความต้านทานที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของวัสดุ

ปรับความเร็วของเหลวยิ่งยวดใน อื่นๆ การจับคู่ของอิเล็กตรอนในกลุ่ม นี้ดูเหมือนจะทำให้เกิดการจับคู่ที่คล้ายกันที่ขอบด้วย Ong กล่าว รูปแบบฟันเลื่อยในกระแสวิกฤตเนื่องจากสนามแม่เหล็กที่ใช้เพิ่มขึ้นจะมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าความเร็วของของไหลยวดยิ่งปรับเพื่อรักษาจำนวนเต็มของการบิดโดยรวม

ในขณะที่

เขาและเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าพวกเขายังไม่เข้าใจเหตุผลที่ว่าทำไมกระแสน้ำที่ขอบจึงยังคงเป็นอิสระจากกระแสน้ำที่ไหลจำนวนมาก พวกเขาเชื่อว่ามันอาจมาจากสถานะขอบที่ได้รับการปกป้องด้วยโทโพโลยีในMoTe 2 เพื่อค้นหาว่าสิ่งนี้เป็นจริงหรือไม่ พวกเขาวางแผนที่จะทำการทดลองซ้ำ

กับตัวนำยิ่งยวดที่แปลกใหม่อื่นๆ และค้นหากระแสซุปเปอร์ที่ขอบที่คล้ายกันแม้ว่าตัวนำยิ่งยวดแบบเดิมจะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในพื้นที่ต่างๆ เช่น การสร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) และสายส่งสัญญาณทางไกล แต่ตัวนำยิ่งยวดประเภทใหม่เช่นนี้สามารถช่วยให้เราก้าวข้ามข้อจำกัด

ก็สนับสนุนให้นักทดลองคนอื่นๆ เข้าร่วมการต่อสู้ด้วย แน่นอน เขาเชื่อว่ามันสำคัญ “มีเพียงการยืนยันจากการทดลองอิสระเท่านั้นที่จะทำให้ผมมีความมั่นใจอย่างมากในผลลัพธ์ของ ATOMKI” เขากล่าว ของเทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดที่คุ้นเคยได้ Ong กล่าวในเฟสของฟังก์ชันคลื่นของตัวนำยิ่งยวด เขาอธิบาย

บนระบบสามารถแบ่งออกเป็นการหมุนของ qubit เดียวและเกทสองบิตสากลที่ดำเนินการพัวพันระหว่างสอง qubits ไอออนจำนวนหนึ่งที่เก็บอยู่ในกับดักทำให้เกิดระบบแบบจำลองของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในภาษาของควอนตัมคอมพิวติ้ง ควอนตัมบิตจะถูกจัดเก็บไว้ในสถานะอะตอมภายใน (อายุยืน) 

ในขณะที่สตริงของไอออนแทนรีจิสเตอร์ควอนตัม การดำเนินการบนบิตเดี่ยวทำได้โดยการส่งลำแสงเลเซอร์ที่แตกต่างกันไปยังไอออนแต่ละตัว และการดำเนินการเกตสองบิต (เช่น การพัวพัน) นั้นดำเนินการโดยการคัดเลือกการเคลื่อนไหวเชิงปริมาณโดยรวมของไอออนด้วยเลเซอร์ที่น่าตื่นเต้น

ซึ่งไอออนจะแกว่งในเฟส และโหมดยืด ซึ่งไอออนจะแกว่งออกจากเฟส การเปลี่ยนสถานะที่เชื่อมระหว่างสถานะการสั่นสองสถานะที่แตกต่างกันสามารถขับเคลื่อนโดยสิ่งที่เรียกว่าพัลส์รามันที่ถูกกระตุ้นจากคู่ของลำแสงเลเซอร์ที่มีความถี่ที่ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนผ่านของอะตอมภายในของไอออน

สถานะของไอออนแต่ละตัวสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้เลเซอร์เพื่อควบคุม ไอออนในกับดักพอลแสดงการรวมกันของการเคลื่อนไหวทางโลก (ช้า) และการเคลื่อนไหวในระดับจุลภาค (เร็ว) ที่ความถี่ของสนามความถี่วิทยุที่ใช้ แอมพลิจูดของการเคลื่อนที่ระดับจุลภาคและการเชื่อมต่อ

ที่มีประสิทธิภาพของเลเซอร์กับไอออน สามารถเลือกได้โดยใช้สนามคงที่เพื่อผลักไอออนออกจากศูนย์กลางของกับดัก ด้วยการใช้ลำดับพัลส์เลเซอร์ที่เหมาะสม นักวิจัยของ NIST ได้สร้างสภาวะคล้ายระฆังพันกันตามความต้องการ และมีความเที่ยงตรงดีกว่า 0.7

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100