La superconductividad continúa revolucionando la tecnología de muchas maneras. Si bien algunos avances tecnológicos dependen de encontrar formas de promover corrientes de resistencia cero a altas temperaturas, los ingenieros también están considerando mejores formas de ajustar el flujo ultraeficiente de electrones.
Desafortunadamente, muchos procesos que funcionan bien en la electrónica común y corriente, como el uso de campos magnéticos externos, pueden interferir con las propiedades que hacen que los superconductores sean tan eficientes.
Un equipo internacional de científicos ha logrado controlar un estado exótico de superconductor que está controlado por un imán fuerte en lugar de estar desordenado.
Aquí, los investigadores pudieron superar esto usando Aislador topológico: Un material semiconductor conduce electricidad en su superficie, pero no por la forma en que están dispuestos los electrones en su interior.
«Lo interesante es que los aisladores topológicos pueden equiparse con átomos magnéticos para que puedan ser controlados por un imán». Él dice Charles Gould, físico de la Universidad de Würzburg en Alemania.
El equipo creó un aislante topológico bidimensional a partir de mercurio, manganeso y telurio. Esto permitió que los electrones fueran inducidos a una disposición atractiva inducida por la proximidad. Fulte-Ferrell-Larkin-Ovsinikov (FFLO), los pares de electrones asistidos por cuánticos que permiten que las corrientes fluyan sin oposición se modifican para abrirse a la manipulación.
De esta forma, el dispositivo puede actuar como un Cruce JosephsonComponente de circuitos superconductores en el que las partes superconductoras están separadas por una fina capa de un material no superconductor.
Aunque el estado FFLO se encuentra en materiales superconductores, limitarlo a una unión Josephson permite a los físicos estudiar el fenómeno en detalle y desarrollar tecnología que pueda manipular mejor los sistemas superconductores.
«Combinamos las ventajas de un superconductor con la controlabilidad de un aislante topológico» Él dice Potro.
«Utilizando un campo magnético externo, ahora podemos controlar con precisión las propiedades superconductoras. Esto es un verdadero avance en la física cuántica».
Como siempre, una comprensión más profunda de los fenómenos físicos (como la interacción entre la superconductividad y el magnetismo) conducirá a aplicaciones más innovadoras.
La superconductividad ya se utiliza de diversas formas, desde componentes en máquinas de resonancia magnética (MRI) hasta trenes maglev que flotan sobre vías (otro ejemplo de la relación dinámica entre superconductores e imanes).
En el futuro, los hallazgos presentados aquí pueden conducir al desarrollo de superconductores bien diseñados para tareas y propósitos específicos. Un ejemplo dado por los investigadores es la computación cuántica, donde el control de los electrones y la resistencia a las interferencias externas son fundamentales para el funcionamiento.
«El problema es que los bits cuánticos son actualmente muy inestables porque son muy sensibles a influencias externas como los campos eléctricos o magnéticos». Él dice Potro.
«Nuestro descubrimiento ayudará a estabilizar los bits cuánticos para que puedan utilizarse en ordenadores cuánticos en el futuro».
Publicado en la tesis. Física Natural.
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