תגלית ב-NIST הופכת את התפיסות לגבי החומר הקוונטי של אורניום

נערך על ידי: Svitlana Velhush

במעבדת NIST נתקלו המדענים בחומר שמתנהג באופן שבו מוליכי-על אינם אמורים להתנהג לפי ספרי הלימוד. אורניום דיטלוריד (UTe₂) שומר על מצב מוליך-על בשדות מגנטיים שבדרך כלל הורסים תכונה זו בחומרים אחרים. התגלית מחייבת בחינה מחדש של התפיסות המקובלות לגבי מהות המוליכות-על.

מוליכי-על משמשים זה מכבר ברפואה — במכשירי MRI הם מאפשרים לזרם לזרום ללא הפסדים. ואולם רוב החומרים הידועים מאבדים תכונה זו תחת השפעת מגנט חזק. לעומת זאת UTe₂ מפגין את ההיפך: הוא נשאר מוליך-על גם בשדות גבוהים מאוד, אף שהוא פועל רק בטמפרטורות נמוכות משני קלווין — רק שתי מעלות מעל האפס המוחלט.

החוקרים משערים שהחומר שייך למוליכי-על טופולוגיים. בחומרים כאלה האלקטרונים יוצרים זוגות מיוחדים המוגנים מפני הפרעות חיצוניות. תכונה זו עשויה להועיל ליצירת קיוביטים יציבים במחשבים קוונטיים, שבהם שגיאות הנגרמות מרעש הן הבעיה העיקרית.

דוקטור ניקולס בוץ' מ-NIST מדגיש: העבודה נעשית במסגרת המדע הבסיסי, שבו התוצאה אינה תמיד ברורה מיד. ההיסטוריה מלמדת שתגליות ללא יישום מיידי מובילות לעתים קרובות לפריצות דרך כעבור עשורים — כפי שקרה עם מוליכי-העל התחמוצתיים שהתגלו בשנות ה-1980.

הדרך מתצפית במעבדה ועד למכשיר ממשי ארוכה. יש לאמת את התכונות, להסדיר את הייצור ולשלב את החומר בטכנולוגיות. לעת עתה UTe₂ נותר מושא למחקר ולא פתרון מוכן.

המימון של מחקרים כאלה נותר חיוני: ללא תמיכה במדע הבסיסי טכנולוגיות עתידיות רבות פשוט לא ייווצרו. התגלית ב-NIST מזכירה שהטבע עוד שומר לא מעט הפתעות גם בתחומים שנחקרו היטב.

2 צפיות

מקורות

  • A discovery at NIST changed how researchers think about an unusual quantum material

תגובות

קראו כתבות נוספות בנושא זה:

מצאתם טעות או אי-דיוק?הערותיכם ייבחנו בהקדם האפשרי.