تولید حسگری برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی بسیار کوچک
دانشمندان موفق شدند تا دستگاه تداخل‌سنج ابررساناهایی را تولید کنند که سرعت محاسبات کوانتومی را افزایش می‌دهد.
به گزارش خبرنگار باشگاه خبرنگاران جوان، به نقل از phys.org، محققان دانشگاه باث در بریتانیا راهی برای ساختن دستگاه‌های "پره تک کریستالی" یافته اند که بسیار نازک و بدون عیب هستند که عملکرد بهتری را در مدار‌های کامپیوترهای کوانتومی ارائه می‌کنند. نتایج این مطالعه در ماه جاری در مجله Nano Letters منتشر شده است. گروهی از دانشمندان دپارتمان فیزیک دانشگاه حین کاوش در محل اتصال دو لایه ابررسانا نیوبیوم دیزلنید (NbSe۲) و پس از جدا شدن این لایه‌ها، پیچاندن حدود ۳۰ درجه نسبت به یکدیگر و سپس چسباندن دوباره به هم، این کشف را انجام دادند. در جریان شکاف، پیچاندن و ترکیب مجدد دو لایه، محققان توانستند یک دستگاه تداخل سنج کوانتومی ابررسانا (SQUID) بسازند. این وسیله یک حسگر بسیار حساس که برای اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی بسیار کوچک استفاده می‌شود.
کاربرد‌های SQUIDها
SQUIDها کاربرد‌های مهمی در زمینه‌های گسترده از جمله مراقبت‌های بهداشتی (آزمایشی که عملکرد مغز را ترسیم می‌کند) و اکتشاف مواد معدنی دارند. همچنین SQUIDS بلوک‌های سازنده کامپیوترهای کوانتومی تجاری امروزی هستند، ماشین‌هایی که وظایف محاسباتی خاص را بسیار سریعتر از کامپیوترهای کلاسیک انجام می‌دهند. محاسبات کوانتومی هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند، اما در دهه‌های آینده، احتمالاً ظرفیت حل مسئله شرکت‌ها و سازمان‌ها در بسیاری از بخش‌ها را متحول خواهند کرد. به عنوان مثال می‌توان به ردیابی سریع و کشف دارو‌ها، مواد جدید اشاره کرد.
پروفسور سایمون بندینگ گفت:" به دلیل سطوح اتمی کامل این مواد که تقریباً عاری از نقص هستند ما می‌بینیم که دانه‌های کریستالی نقش مهمی در ساخت رایانه‌های کوانتومی آینده دارند. همچنین، SQUIDها برای مطالعات زیست شناسی ایده آل هستند، به عنوان مثال آن‌ها اکنون برای ردیابی مسیر دارو‌های دارای برچسب مغناطیسی از طریق روده استفاده می‌شوند؛ بنابراین ما بسیار هیجان زده هستیم که دستگاه‌های الکترونیکی را در این زمینه توسعه دهیم. این یک رویکرد کاملا جدید و ناشناخته برای ساخت SQUIDها است و تحقیقات زیادی نیاز است تا این برنامه‌ها به واقعیت تبدیل شوند."
تکه‌هایی که ابررسانا‌های Bath از آن‌ها ساخته می‌شوند، تک کریستال‌هایی در حدود ۱۰ هزار برابر نازک‌تر از موی انسان هستند که به راحتی خم می‌شوند. این نازکی سبب می‌شود تا آن‌ها برای ادغام و انعطاف‌پذیری در الکترونیک از جمله صفحه کلید کامپیوتر، نمایشگر‌های نوری، سلول‌های خورشیدی و قطعات مختلف خودرو مناسب باشند. از آنجایی که پیوند‌های بین لایه‌های NbSe۲ بسیار ضعیف هستند، تکه‌های بریده شده و دارای سطوح کاملاً صاف و بدون نقص وقتی دوباره به هم فشار می‌آورند، رابط‌های اتمی نیز ایجاد می‌کنند. این اولین باری نیست که لایه‌های NbSe۲ برای ایجاد یک پیوند ابررسانا ضعیف به هم متصل می‌شوند.
البته این اولین نمایش تداخل کوانتومی بین دو اتصال از این قبیل است که در یک جفت لایه‌ها به هم متصل می‌شوند. تکه‌های پیچ خورده این تداخل کوانتومی به محققان این امکان را داده است تا با اعمال یک میدان مغناطیسی کوچک، حداکثر ابر جریانی را که می‌تواند از طریق SQUIDهایشان عبور کند، تعدیل و یک حسگر میدان بسیار حساس ایجاد کنند. آن‌ها همچنین نشان دادند که ویژگی‌های دستگاه‌هایشان را می‌توان به طور سیستماتیک با تغییر زاویه پیچش بین دو تکه تنظیم کرد.
بیشتر بخوانید
انتهای پیام/
