هدایت برق با سرعت نور توسط کشف جدید دانشمندان

فیزیکدانان ویژگی های مواد کوانتومی جدید دوبعدی را آزمودند، این مواد می توانند هادی الکتریسیته باشند و با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت کنند، بنابراین در آینده می توان از این مواد در ساخت کامپیوترهای کوانتومی پرسرعت استفاده کرد.

این مواد که می توانند الکتریسیته را تقریبا با سرعت نور هدایت کنند، می توانند در نسل بعدی کامپیوترهای پرسرعت، جایگزین سیلیکون شوند، حتی می توانند اساس یک ابررسانای عجیب و غریب و جدید را تشکیل دهند که می تواند تقارن زمان معکوس را بشکند یا جریان زمان را معکوس کند.طبق گفته یکی از محققان سرانجام ما می توانیم از این نظریه های عجیب در فیزیک استفاده کنیم و چیزهای مفیدی ایجاد کنیم.

محققان در حال بررسی امکانپذیری ساخت کامپیوترهای کوانتومی توپولوژیکی برای ۱۰۰ سال آینده هستند که اکنون به صورت نظریه باقی مانده اند.

شیا و تیمش همراه با محققانی از چندین دانشگاه آمریکا و چین تعدادی از مواد کوانتومی را بررسی کردند که می توانند در دهه های آینده تغییراتی اساسی در محاسبات ایجاد کنند.

نتایج در سه برگه توصیف شده اند و در ژورنال نیچر منتشر شده اند.

بخصوص این مواد مورد نظر موادی هستند که هر دو ویژگی الکتریکی و مغناطیسی را نمایش می دادند و در حافظه کامپیوتر و سیستم های ذخیره سازی مورد نیاز هستند.

گرافن، ورقه های دوبعدی اتم های کربن است که  بسیار انعطاف پذیر، سخت تر از الماس و قوی تر از فولاد است و به طور بالقوه مقادیری رسانایی دارد، اما یک اشکال اصلی آن در محاسبات آن است که مغناطیسی نیست.

در اینجا ماده دو بعدی دیگری به نام کروم ژرمانیوم تلورید (CGT) وارد می شود.

با استفاده از حساس ترین میکروسکوپ مغناطیسی در جهان به نام تداخل سنج فیبر نوری ساگناک، گروه محققان تکه کوچک میکروسکوپی از CGT را مشاهده کردند که ضخامت آن به اندازه دو اتم و طول آن چند میکرون و عرض آن نیز چند میکرون است.

برای تصور آن، پهنای موی انسان را در نظر بگیرید که حدودا ۱۷۰ تا ۱۸۰ میکرون است.

گروه محققان توانستند ویژگی های مغناطیسی CGT را تایید و اندازه گیری کنند، دمای آن ۲۳۳- درجه سلسیوس (۳۸۷- درجه فارنهایت) است.

سرانجام به سوال چند دهه ای در فیزیک کوانتوم پاسخ داده می شود و سوال این است که آیا خاصیت مغناطیسی می تواند در موادی که در دو بعد فشرده شده اند، باقی بماند؟

این یک کشف بزرگ است.

این آزمایش شواهدی از آهنربای اتمی نازک و تخت را نشان می دهند که افراد را متعجب ساخته است.

ذرات بدون جرم که می توانند با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت کنند و توانایی هدایت الکتریسیته را به شکل دیراک و فرمیون های ماجورانا دارا می باشند، به جای الکترون ها در کامپیوترهای امروزی می توانند مورد استفاده قرار گیرند، این ماده اکنون ارزش علمی بزرگی دارد.

ماده کوانتومی جدید دیگر که زیر میکروسکوپی بوده است مخلوطی از بیسموت و نیکل است، هنگامی که محققان این دو ماده را در دماهای خیلی پایین (۲۶۹- درجه سلسیوس یا ۴۵۲- درجه فارنهایت) در ارتباط با هم قرار دادند، به ابررسانای عجیبی دست یافتند که تقارن زمان معکوس را می شکند.

تقارن زمان معکوس که T-symmetry هم نامیده می شود به توانایی موثر برای معکوس کردن جریان زمان مربوط می شود.

تصور کنید که زمان را به عقب برمی گردانید و چای قرمز به سبز تیدیل می شود. آیا این چای عجیب نیست؟ ادر واقع این موضوع برای ابررساناها عجیب است.

و این اولین باری است که چنین چیزی در مواد دوبعدی دیده شده است.

اکنون نگاهی اجمالی به این مواد کوانتومی جدید می اندازیم، گام بعدی کاربردی تر کردن آن برای استفاده در تغییرات اساسی در کامپیوترهای کوانتومی در آینده است.

و این بدان معناست که دستیابی به این ویژگی ها تحت دماهای ملایم تر که گروه محققان بدان دست یافته اند، همراه با ساختن وسیله ای که  می تواند مواد دوبعدی را در دمای نسبتا ملایم ۳۳- درجه سلسیوس (۲۷- درجه فارنهایت) تثبیت کند، امکانپذیر است.

این کار گام بزرگی روبه جلو برای توسعه کامپیوترهای کوانتومی در دمای نزدیک به دمای اتاق است.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *