Superprovodljivost nastavlja da revolucioniše tehnologiju na mnogo načina. Dok se neka tehnološka dostignuća oslanjaju na pronalaženje načina da se podstaknu struje nulte otpornosti na toplijim temperaturama, inženjeri takođe razmatraju bolje načine za finu kontrolu superefikasnog protoka elektrona.
Nažalost, mnogi procesi koji bi sasvim dobro funkcionisali za elektroniku koja je u toku, kao što je primena spoljašnjih magnetnih polja, rizikuju da ometaju svojstva koja superprovodnike čine tako efikasnim.
Međunarodni tim naučnika uspeo je da ograniči egzotično stanje superprovodljivosti koje je kontrolisano snažnim magnetizmom, a ne poremećeno njime.
Ovde su istraživači uspeli da prevaziđu ovo koristeći topološki izolator: poluprovodnički materijal koji sprovodi električnu energiju na svojoj površini, ali ne i unutra, zbog načina na koji su elektroni raspoređeni unutar njega.
„Uzbudljivo je to što topološke izolatore možemo opremiti magnetnim atomima tako da se mogu kontrolisati pomoću magneta“, kaže fizičar Čarls Guld sa Univerziteta Vircburg u Nemačkoj.
Tim je napravio dvodimenzionalni topološki izolator od žive, mangana i telura. Ovo im je omogućilo da induciraju elektrone u egzotični aranžman koji se zove stanje Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) izazvano blizinom, gde se kvantno potpomognuto uparivanje elektrona koji dozvoljava strujama da teče bez otpora menjaju na način koji ih otvara do manipulacije.
U ovom obliku, uređaj bi mogao da radi kao Džozefsonov spoj, komponenta supravodljivih kola gde su superprovodni delovi odvojeni tankim slojem nesuperprovodnog materijala.
Dok je FFLO stanje uočeno u supravodljivim materijalima kao masovno svojstvo, ograničavanje na Džozefsonov spoj na takav način da se može kontrolisati omogućava fizičarima da detaljnije proučavaju fenomen i razviju tehnologiju koja bi mogla bolje upravljati supravodljivim sistemima.
„Mi kombinujemo prednosti superprovodnika sa mogućnošću kontrole topološkog izolatora“, kaže Gould.
„Koristeći spoljašnje magnetno polje, sada možemo precizno da kontrolišemo supravodljive osobine. Ovo je pravi proboj u kvantnoj fizici.“
Kao i uvek, dublje razumevanje fizičkih fenomena – kao što je interakcija između superprovodljivosti i magnetizma – ima potencijal da dovede do inovativnijih primena.
Superprovodljivost se već koristi na različite načine, od komponenti unutar MRI (magnetna rezonanca) mašina, do maglev vozova koji lebde iznad šina (još jedan primer dinamičkog odnosa između superprovodnika i magneta).
U budućnosti, ovde navedeni nalazi mogli bi dovesti do razvoja superprovodnika fino podešenih za specifične zadatke i svrhe. Jedan primer koji su dali istraživači je kvantno računarstvo, gde je kontrola elektrona i otpornost na smetnje spolja presudna za funkcionalnost.
„Problem je u tome što su kvantni bitovi trenutno veoma nestabilni jer su izuzetno osetljivi na spoljašnje uticaje, kao što su električna ili magnetna polja“, kaže Gould.
„Naše otkriće bi moglo pomoći u stabilizaciji kvantnih bitova kako bi se mogli koristiti u kvantnim računarima u budućnosti.“
