Квантовые холодильники могут появиться раньше квантовых компьютеров

Итальянские физики уверены в том, что у магнитов для холодильников громадное будущее. Действительно, знают они эти термины совсем в противном случае. В Пизанском университете нанотехнологий разглядывают метод руководить теплопередачей посредством магнитных квантовых эффектов и полей.

Ещё в первой половине 60-ых годов двадцатого века физик Брайан Джозефсон (Brian Josephson) предсказал, что электроны смогут туннелировать между двумя сверхпроводниками, поделёнными узким слоем диэлектрика. В начале шестидесятых таковой процесс считался неосуществимым с позиций классической физики.

Явление стало называться эффект Джозефсона. Его механизм было тяжело растолковать, и о работах в этом направлении предпочли забыть до лучших времён. Удачи квантовой физики приблизили их наступление. На базе джозефсоновских туннельных контактов были созданы сверхчувствительные магнитометры и сканирующие микроскопы.

Квантовые холодильники могут появиться раньше квантовых компьютеров

Эффект Джозефсона (пояснения в тексте). Изображение: Edwin Cartlidge / Nature

Электрический ток в сверхпроводнике может протекать кроме того через слой диэлектрика (обозначен жёлтым).

Предстоящее изучение магнитных полей, появляющихся при прохождении сверхпроводящего тока, стало причиной второму открытию.

Магнитное поле (продемонстрировано стрелками) изменяет направление теплового потока, заставляя его частично двигаться от более холодной области (выделено синим) к более горячей (обозначена красным).

Появляется мнимое нарушение второго закона термодинамики, растолковываемое необходимостью учёта и сдвигом фазы той доли тепловой энергии, которую переносят электроны.

Наблюдение итальянских физиков разрешает увеличить сферу применения известного результата и вывести её за рамки научного оборудования. Сейчас возможно сказать о возможностях использования на практике как минимум в двух новых направлениях.

Порождаемые джозефсоновскими токами магнитные поля воображают интерес для разработки криогенных совокупностей нового поколения. Возможно, их возможно будет сделать твёрдотельными, частично или полностью отказавшись от жидкости и газа в качестве теплоносителя. До тех пор пока в настоящих опытах за счёт магнитного поля удалось только снизить количество тепла, передаваемого от тёплой территории к более холодной.

Вторым вероятным нюансом применения видится создание “калоритронных” устройств, применяющих в качестве носителя информации тепло вместо заряда. Такая память с поддерживающимися локальными территориями нагрева возможно актуальна для своеобразных сфер применения, где стабильная работа электроники неосуществима в силу внешних условий.

Случайное видео:


Интересные записи: