Scientists have created superconduc

Scientists have created superconducting transistors that remain superconducting even under powerful magnetic fields that normally destroys the effect.

These findings could lead to more robust quantum computers and to ultra-sensitive magnetic sensors that can operate even in extremely high magnetic fields, researchers say.

Superconductors conduct electricity without dissipating energy. Superconductivity depends on electrons not repelling each other as they do in ordinary materials, but instead forming weakly bonded duos known as Cooper pairs, which can flow with zero resistance.

Superconductivity vanishes whenever anything disrupts Cooper pairs, such as jostling from atoms. This means superconductivity generally disappears at high temperatures and under high magnetic fields.

Now scientists find that molybdenum sulfide, a common dry lubricant, remains superconducting even under external magnetic fields as strong as 37.5 Tesla. In comparison, the magnets in medical MRI machines reach up to 3 Tesla strong.

The researchers experimented with molybdenum sulfide transistors cooled to 12 Kelvin or less. Superconductivity can be induced in thin flakes of molybdenum sulfide by applying electric fields.

The scientists found that when molybdenum sulfide becomes superconducting, its electronic structure generates a magnetic field roughly 100 Tesla in strength. This internal field can protect the superconductor's electron pairs from weaker external magnetic fields.

"We have found a superconducting state that is super-robust against magnetic fields," says study co-author Justin Ye, a physicist at the University of Groningen in the Netherlands.

Superconductivity is key to ultra-sensitive magnetic sensors known as superconducting quantum interference devices, or SQUIDs, which are used in applications such as analyzing brain activity, medical imaging, and oil prospecting. These new findings could one day lead to SQUIDs that can operate even in powerful magnetic fields, Ye says.

Another use for magnet-resistant superconductors could be quantum computing, Ye says. The electron pairs in superconductors can form quasiparticles known as Majorana fermions, which can in theory encode data in a way that is not easily disrupted by thermal fluctuations, unlike current quantum computing systems. Magnet-resistant superconductors could make such quantum computers even more robust.

Ye notes that molybdenum sulfide belongs to a family of materials known as transition metal dichalcogenides (TMD), many of which are also superconductors. He and his colleagues will now analyze other TMDs and see if their superconductivity is similarly robust against external magnetic fields.

The scientists detailed their findings online Nov. 12 in the journal Science.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้าง transistors superconducting ที่ยังคง superconducting ใต้เหล็กมีประสิทธิภาพที่ทำลายผลปกตินักวิจัยกล่าวว่า ผลการวิจัยเหล่านี้สามารถนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แข็งแกร่งขึ้น และเซ็นเซอร์แม่เหล็กสำคัญพิเศษที่สามารถใช้ได้ในสนามแม่เหล็กสูงมากSuperconductors ทำไฟฟ้า โดย dissipating พลังงาน สภาพตัวนำยิ่งยวดขึ้นอยู่กับอิเล็กตรอนที่ไม่ต้านทานกันทำในวัสดุธรรมดา แต่แทน ขึ้น weakly ถูกผูกมัด duos เป็นคู่คูเปอร์ ซึ่งสามารถไหลกับความต้านทานเป็นศูนย์สภาพตัวนำยิ่งยวดหายไปเมื่อใดก็ ตามสิ่งที่ disrupts คู่คูเปอร์ เช่นปรับจากอะตอม ซึ่งหมายความว่า สภาพตัวนำยิ่งยวดโดยทั่วไปหายไป ที่อุณหภูมิสูง และอยู่ภาย ใต้สนามแม่เหล็กสูงตอนนี้นักวิทยาศาสตร์พบว่าซัลไฟด์ molybdenum ลื่นแห้งแบบทั่วไป ยังคง superconducting ใต้แม่เหล็กภายนอกแข็งแกร่งที่ 37.5 Tesla ในการเปรียบเทียบ แม่เหล็กในเครื่อง MRI แพทย์ถึงถึง 3 Tesla ที่แข็งแรงนักวิจัยเบื้อง มี transistors ซัลไฟด์ molybdenum เย็น ๆ กับเคลวิน 12 หรือน้อยกว่า สภาพตัวนำยิ่งยวดสามารถเกิดใน flakes บางของโมลิบดีนัมซัลไฟด์ โดยใช้เขตข้อมูลไฟฟ้านักวิทยาศาสตร์ยังพบว่า เมื่อซัลไฟด์ molybdenum superconducting โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์สร้างสนามแม่เหล็กประมาณ 100 Tesla ในความแข็งแรง ฟิลด์นี้ภายในสามารถปกป้องคู่อิเล็กตรอนของ superconductor จากแม่เหล็กภายนอกแข็งแกร่ง"เราได้พบ superconducting สถานะที่แข็งแกร่งกับสนามแม่เหล็ก เตอร์รุ่น" กล่าวว่า การศึกษาผู้เขียนร่วมจัสตินเย physicist ที่มหาวิทยาลัยของโกรนิงเกนในเนเธอร์แลนด์สภาพตัวนำยิ่งยวดเป็นคีย์สำคัญพิเศษเซนเซอร์แม่เหล็กเป็นอุปกรณ์สัญญาณควอนตัม superconducting หรือปลาหมึก ซึ่งใช้ในโปรแกรมประยุกต์เช่นวิเคราะห์กิจกรรมสมอง ภาพทางการแพทย์ และน้ำมันแร่ ค้นพบใหม่เหล่านี้อาจวันหนึ่งทำปลาหมึกที่สามารถใช้ได้แม้ในที่มีประสิทธิภาพแม่เหล็ก เยกล่าวว่าSuperconductors แม่เหล็กทนใช้อีกอาจเป็นควอนตัมคอมพิวเตอร์ เยกล่าว คู่อิเล็กตรอนใน superconductors สามารถสร้าง quasiparticles ที่เรียกว่า Majorana fermions ซึ่งสามารถในทฤษฎีการเข้ารหัสข้อมูลในแบบที่เป็นไม่ได้ระหว่างสองวัน โดยความผันผวนของความร้อน ซึ่งแตกต่างจากระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมปัจจุบัน Superconductors แม่เหล็กทนจะทำให้การควอนตัมคอมพิวเตอร์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นเยบันทึกซัลไฟด์ molybdenum ที่เป็นสมาชิกครอบครัวของวัสดุเรียกว่าโลหะทรานซิชัน dichalcogenides (TMD), จำนวนมากที่มี superconductors เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาจะตอนนี้วิเคราะห์ TMDs อื่น ๆ แล้วดูว่าสภาพตัวนำยิ่งยวดของพวกเขาแข็งแกร่งทำนองเดียวกันกับสนามแม่เหล็กภายนอกเปิดเผยรายละเอียดที่นักวิทยาศาสตร์ออนไลน์ 12 พฤศจิกายนในสมุดรายวันวิทยาศาสตร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างอะตอม อะตอม ทรานซิสเตอร์ที่ยังคงอยู่ใต้อำนาจสนามแม่เหล็กที่ปกติทำลายผล

พบเหล่านี้จะนำไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แข็งแกร่งมากขึ้นและ Ultra เซ็นเซอร์แม่เหล็กอ่อนที่สามารถใช้งานได้แม้ในสนามแม่เหล็กสูงมาก นักวิจัยกล่าวว่า ตัวนำาไฟฟ้า

โดยไม่ต้องสลายพลังงานยวดยิ่งขึ้นอยู่กับอิเล็กตรอนไม่ขับไล่กันเช่นที่พวกเขาทำในวัสดุธรรมดา แต่สร้างอย่างอ่อนที่เรียกว่า คูเปอร์ ผูกมัดดูโอคู่ซึ่งสามารถไหลกับศูนย์ต้านทาน

ยวดยิ่งหายไปเมื่อใดก็ตามที่อะไรรบกวนคูเปอร์คู่ เช่น ดันจากอะตอม นี้โดยทั่วไปหมายถึงยวดยิ่งหายไปที่อุณหภูมิสูงและสูงภายใต้สนามแม่เหล็ก

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์พบว่า โมลิบดีนัมซัลไฟด์ , ทั่วไปบริการหล่อลื่น , ซากอะตอม แม้ภายใต้สนามแม่เหล็กภายนอกแข็งแรงเท่าที่ 37.5 เทสล่า ในการเปรียบเทียบ , แม่เหล็กในเครื่อง MRI 3 Tesla ทางการแพทย์สูงถึงแข็งแรง

นักวิจัยทดลองกับโมลิบดีนัมซัลไฟด์ทรานซิสเตอร์เย็น 12 เคลวิน หรือน้อยกว่ายวดยิ่งสามารถนำเกล็ดบางโมลิบดีนัมซัลไฟด์โดยใช้สนามไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์พบว่าเมื่อโมลิบดีนัมซัลไฟด์จะกลายเป็นอะตอม โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์การสร้างสนามแม่เหล็กประมาณ 100 เทสลาในความแข็งแรง สนามภายในนี้สามารถปกป้องของตัวนำยิ่งยวดอิเล็กตรอนคู่จากแข็งแกร่งภายนอกสนามแม่เหล็ก .

" เราได้พบว่าอะตอม สภาพที่เป็นซูเปอร์ที่แข็งแกร่งกับสนามแม่เหล็ก , กล่าวว่า " การศึกษาร่วมเขียนจัสติน " นักฟิสิกส์ที่ University of Groningen ในเนเธอร์แลนด์

ยวดยิ่งคีย์อัลตราไวเซ็นเซอร์แม่เหล็กที่เรียกว่าอะตอมควอนตัมการรบกวนอุปกรณ์ หรือปลาหมึก ที่ใช้ในงาน เช่น การวิเคราะห์กิจกรรม , สมอง การถ่ายภาพทางการแพทย์และน้ำมันแร่ . พบใหม่เหล่านี้วันหนึ่งอาจนำปลาหมึกที่สามารถใช้งานได้แม้ในเขตข้อมูลแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพท่านบอกว่า

อีกตัวนำแม่เหล็กสามารถใช้เพื่อป้องกันคอมพิวเตอร์ควอนตัม ท่านกล่าวว่า อิเล็กตรอนคู่ในตัวนำยวดยิ่งสามารถฟอร์ม quasiparticles เรียกว่ามาจ านาเฟอร์มิ น ,ซึ่งในทฤษฎีเข้ารหัสข้อมูลในทางที่ไม่สามารถรบกวนจากความผันผวนของความร้อน ซึ่งแตกต่างจากระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบัน ยวดยิ่งต้านทานแม่เหล็กอาจทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นจะแข็งแกร่งมากขึ้น

ท่านบันทึกว่า โมลิบดีนัมซัลไฟด์เป็นของครอบครัวของวัสดุที่รู้จักกันเป็น dichalcogenides โลหะเปลี่ยน ( TMD ) หลายแห่งซึ่งยังมีตัวนำยวดยิ่งเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาตอนนี้จะวิเคราะห์ tmds อื่น ๆและดูว่าพวกเขามีความคงทนต่อสภาพนำยวดยิ่งและภายนอกสนามแม่เหล็ก .

นักวิทยาศาสตร์รายละเอียดผลการวิจัยของพวกเขาออนไลน์วันที่ 12 ในวารสารวิทยาศาสตร์