Нанокриотрон: ученые изучают переключатель сверхпроводимости

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В преддверии новой эры в физике элементарных частиц, ученые из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США представили миру инновационное устройство, которое обещает революционизировать способ наблюдения за поведением субатомных частиц. Этот механизм, нанокриотрон, представляет собой не просто умножитель тока, но и ключ к пониманию тайн Вселенной, которые до сих пор оставались скрытыми за завесой микромира.

Изображения РЭМ в ложных цветах: 1:8 в параллельном канале nTron (a) и 1:8 в обычном nTron (b). Синим цветом выделена плоскость заземления, серым — зазоры между траншеями и нанопроволоками, зеленым — эффективный канал NbN, а красным — затвор NbN для сужения. Масштабные линейки соответствуют 2 μм.
Автор: Timothy Draher, Tomas Polakovic, Yi Li, John Pearson, Alan Dibos, Zein-Eddine Meziani, Zhili Xiao, Valentine Novosad; Design and performance of parallel-channel nanocryotrons in magnetic fields. Appl. Phys. Lett. 18 December 2023; 123 (25): 252601. https://doi.org/10.1063/5.0180709 Источник: pubs.aip.org

Сверхпроводимость, феномен, при котором электричество передается без сопротивления, играет здесь не последнюю роль. Именно благодаря ей нанокриотрон способен усиливать слабые электрические сигналы, возникающие в результате столкновений частиц, до уровня, достаточного для отключения сверхпроводимости материала, то есть работать как своего рода переключатель. Это открытие может стать основой для нового типа электронных логических схем, устойчивых к магнитным полям, что особенно актуально для экспериментов на будущем Электрон-Ионном Коллайдере.

Однако перед тем как нанокриотрон сможет в полной мере проявить свои возможности в условиях реальных экспериментов, ученым предстоит решить ряд задач. Одна из них — адаптация устройства к работе в условиях высоких магнитных полей, которые могут существенно снизить его производительность. Решение, предложенное исследователями, заключается в изменении геометрии материала и введении дефектов, что позволит стабилизировать сверхпроводящие вихри и предотвратить нежелательные сбои.

Создание нанокриотрона — это результат сложного процесса, включающего электронно-лучевую литографию и плазменное ионное травление, что позволяет с высокой точностью формировать необходимые структуры. Этот подход открывает новые горизонты не только в физике высоких энергий, но и в микроэлектронике, предлагая решения для создания устройств нового поколения.

В заключение, стоит отметить, что опубликованная в журнале «Applied Physics Letters» статья, посвященная нанокриотрону, является лишь вершиной айсберга в исследованиях, которые могут кардинально изменить наше понимание фундаментальных процессов в природе и привести к созданию технологий будущего. Это напоминает нам о том, что наука не стоит на месте, и каждое новое открытие открывает дверь к следующему, еще более захватывающему приключению в мире научных открытий.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему современные автопоезда называют «фура» и откуда пошло это слово

Сегодня трудно не заметить грузовики с крытыми длинными прицепами, которые стали неотъемлемой частью современных дорог. Если в городах они появляются нечасто, то на междугородних трассах можно...

Это одни и те же часы: обзор часов-планетария Hvilina Universum, которые постоянно меняются

Новая модель с «динамичным» циферблатом может быть и черно-белой, и полностью черной. Здесь добавилось динамики, а сами часы стали сложнее по сравнению с предыдущими версиями. Коллекция Universum...

Мы можем создать темную материю на Земле: как побочный продукт термояда поможет найти то, что мы безуспешно искали в космосе

Пока инженеры решают задачу получения чистой энергии с помощью термоядерного синтеза, физики-теоретики увидели в будущих реакторах неожиданную перспективу. Машины типа ITER или DEMO могут стать...

Жизнь после Чикшулуба: доказано резкое ускорение эволюции сразу после катастрофы

Массовое вымирание на границе мелового и палеогенового периодов (66 млн лет назад) стало одним из самых разрушительных событий в истории Земли. Падение астероида уничтожило около 76% видов, включая...

Иллюзия прошлого: почему законы физики не гарантируют, что воспоминания реальны

Есть ощущение, что прошлое «прошито» в мире навсегда. Было событие, значит оно где-то записано, и при желании можно докопаться. Но если смотреть глазами физики, особенно статистической, уверенность...