Oamenii de știință cred că au găsit semne ale unui superconductor triplet rar, un material care ar putea transmite atât electricitate, cât și semnale spin fără pierderi de energie. O astfel de descoperire ar putea deschide calea pentru computere cuantice ultra-rapide care funcționează cu aproape nicio putere.
Oamenii de știință cred că așa-numiții superconductori triplet ar putea deschide ușa către cele mai eficiente tehnologii energetice dezvoltate vreodată. "Un superconductor triplet este sus pe lista de dorințe a multor fizicieni care lucrează în domeniul fizicii stării solide", a declarat profesorul Jacob Linder.
Linder este fizician la Departamentul de Fizică al Universității Norvegiene de Știință și Tehnologie (NTNU), unde lucrează la QuSpin - un centru de cercetare care reunește unii dintre cei mai importanți cercetători ai universității. "Materialele care sunt superconductori triplet sunt un fel de 'Sfânt Graal' în tehnologia cuantică și, mai specific, în calculul cuantic", a explicat Linder.
Cercetători din întreaga lume sunt nerăbdători să confirme existența unor astfel de materiale. Acum, Linder și echipa sa cred că s-ar putea apropia. "Credem că am observat un superconductor triplet", a spus profesorul Linder. Dacă ar fi verificată, descoperirea ar reprezenta un pas major înainte pentru știința cuantică.
**Stabilizarea tehnologiei cuantice cu spin**
Cercetările lui Linder se concentrează pe materiale cuantice și potențialul lor de utilizare în spintronică și dispozitive cuantice avansate. Spintronica se bazează pe spin, o proprietate fundamentală a electronilor, pentru a transporta și procesa informații în moduri diferite de electronica convențională de astăzi.
Spinul poate juca, de asemenea, un rol important în tehnologia cuantică, mai ales atunci când este asociat cu superconductori. Cu toate acestea, unul dintre cele mai mari obstacole a fost instabilitatea. "Una dintre cele mai mari provocări din tehnologia cuantică de astăzi este găsirea unei modalități de a efectua operații computerizate cu suficientă precizie", a explicat Linder. Superconductorii triplet ar putea ajuta la rezolvarea acestei probleme.
Lucrând cu colaboratori experimentali din Italia, Linder a co-autorizat un studiu publicat în Physical Review Letters. Lucrarea a fost selectată ca una dintre recomandările editorului jurnalului. "Superconductorii triplet fac posibile o serie de fenomene fizice neobișnuite. Aceste fenomene au aplicații importante în tehnologia cuantică și spintronică", a spus Linder.
**Superconductori convenționali vs. triplet**
Superconductorii tradiționali permit electricității să curgă fără rezistență măsurabilă. În termeni practici, aceasta înseamnă că curentul electric se poate deplasa fără a pierde energie sub formă de căldură. Deși extrem de utili, superconductorii convenționali au limitări.
Superconductorii convenționali sunt cunoscuți sub numele de "superconductori singlet". În termeni simpli, aceasta înseamnă că particulele supraconductoare nu poartă spin.
Superconductorii triplet sunt diferiți deoarece particulele lor supraconductoare poartă spin. Deci, de ce contează asta? "Faptul că superconductorii triplet au spin are o consecință importantă. Acum putem transporta nu numai curenți electrici, ci și curenți spin cu absolut zero rezistență", a explicat Linder.
Această capacitate ar putea face posibilă transmiterea informațiilor folosind spin fără nicio pierdere de energie. La rândul său, computere extrem de rapide ar putea funcționa folosind aproape deloc electricitate.
**Aliajul NbRe prezintă semne promițătoare**
"În articolul nostru publicat, demonstrăm că materialul NbRe prezintă proprietăți compatibile cu supraconductibilitatea triplet", a spus Linder. NbRe este un aliaj de niobiu-reniu, iar ambele elemente sunt metale rare.
"Este încă prea devreme pentru a concluziona o dată pentru totdeauna dacă materialul este un superconductor triplet. Printre altele, descoperirea trebuie verificată de alte grupuri experimentale. De asemenea, este necesar să se efectueze teste suplimentare de supraconductibilitate triplet", a explicat Linder.
Chiar și așa, rezultatele sunt încurajatoare. "Cercetarea noastră experimentală demonstrează că materialul se comportă complet diferit de ceea ce ne-am aștepta de la un superconductor singlet convențional", a adăugat Linder.
**Supraconductibilitate la 7 Kelvin**
"Un alt avantaj al acestui material este că supraconductează la o temperatură relativ ridicată", a spus Linder, deși ceea ce contează ca temperatură ridicată în acest domeniu poate suna surprinzător. Aici, 'temperatură ridicată' se referă la 7 Kelvin (K), chiar deasupra zeroului absolut la -273,15 grade Celsius. În lumea supraconductibilității, aceasta este relativ caldă. Alți superconductori triplet potențiali necesită temperaturi apropiate de 1K, ceea ce face ca 7K să fie mult mai practic și accesibil.
Luate împreună, descoperirile de la NTNU sugerează că superconductorul triplet căutat îndelung poate fi în sfârșit la îndemână.