گروهی از پژوهشگران برای اولین بار در جهان موفق به ساخت ابررسانای یک طرفهای شدند که هیچ مقاومتی ندارد و مانع از انتقال جریان از طرف مقابل میشود. این دستاورد جدید میتواند علاوه بر صرفهجویی در مصرف انرژی، سرعت کامپیوترها را حداکثر 400 برابر افزایش دهد.
محققان دانشگاه فناوری دِلفت هلند به رهبری «مظهر علی» در تحقیقی که نتایج آن در مجله Nature منتشر شده، نشان دادهاند که چگونه میتوان از دیودهای ابررسانا برای تقویت حوزه رایانش استفاده کرد. ابررساناها این قابلیت را دارند که دستگاههای الکترونیکی را صدها برابر سریعتر و هدررفت انرژی را کمتر کنند. با این حال، تاکنون میدانهای مغناطیسی نمیگذاشت از این قطعات در رایانش استفاده شود.
حالا محققان دانشگاه دلفت راهکار جایگزینی برای کنترل جهت جریان در ابررساناها معرفی کردهاند که نیازی به آهنربا ندارد. آنها از یک ماده جدید کوانتومی ساخته تیم فیزیک مواد دانشگاه جانز هاپکینز به نام Nb3Br8 استفاده کردند. این ماده مشابه گرافین در سطح اتمی نازک است. بهعلاوه، دانشمندان به لحاظ تئوری میگویند این ماده «دو قطبی الکتریکی» خاص خودش را دارد.
دانشمندان در این پژوهش از طریق دو ابررسانا که با لایهای از Nb3Br8 از هم جدا شدهاند، چیزی موسوم به «اتصال جوزفسون ماده کوانتومی» ایجاد کردند. مظهر علی در این باره میگوید: «ما توانستیم چند لایه اتمی از Nb3Br8 جدا کنیم و یک ساندویچ بسیار بسیار نازک – با ضخامت چند لایه اتمی – بسازیم. این لایه برای خلق دیود جوزفسون لازم بود و با مواد سهبعدی معمولی نمیشد به آن دست پیدا کرد.»
ابررسانای یک طرفه جهان را متحول میکند
علی ادامه میدهد: «فناوری که دستیابی به آن قبلا فقط با استفاده از نیمهرساناها ممکن بود، حالا میتواند با ابررساناها ساخته شود. با این دستاورد میتوان کامپیوترهای سریعتری با سرعتهای تراهرتزی ساخت که سرعت آنها 300 تا 400 برابر کامپیوترهای کنونی باشد. این فناوری بر همه کاربردهای اجتماعی و فنی کامپیوترها اثر خواهد گذاشت. اگر قرن بیستم قرن نیمهرساناها بوده باشد، قرن بیست و یکم به قرن ابررساناها تبدیل میشود.»
با این حال، سوالی که محققان پاسخی برای آن ارائه نکردهاند این است که آیا این ابررسانا میتواند در دمای اتاق کار کند یا خیر. آنها تاکنون آزمایشهای خود را در دمای کمتر از منفی 196 درجه سلسیوس انجام دادهاند، اما علی باور دارد که این مهم نیز قابل دستیابی است.
