null

Fase-pila bat teknologia kuantikoetarako

  • Ikerketa

Lehenengo argitaratze data: 2020/06/16

Fase kuantikoko lehen pilaren irudu artistikoa, Aluminiozko kable supereroaleekin kontaktuan dagoen indio arseniurozko nanokable batez osatuta. Irudiaren egilea: Andrea Iorio.

Pilak gure eguneroko bizitzaren parte dira. Pila klasiko batek, Voltaren pilak, energia kimikoa zirkuitu elektronikoak elika ditzakeen tentsioan bihurtzen du. Teknologia kuantiko askotan, zirkuituak edo gailuak material supereroaleetan oinarritzen dira. Material horietan, korronteak isurtzeko ez da tentsiorik aplikatu behar izaten; beraz, ez dago pila klasikoaren beharrik sistema horretan. Korronte horiei superkorronte deitzen zaie, ez dutelako energia-galerarik. Ez dira tentsio batek eragindakoak, baizik eta zirkuitu kuantikoaren uhin funtzioaren fase diferentzia batek, materiaren uhin izaerarekin zuzenean lotua dagoena. Horrela, fase diferentzia iraunkor bat emateko gai den gailu kuantiko bat fase kuantikoko pila bat bezala ikus daiteke, zirkuitu kuantiko batean superkorronteak induzitzen dituena.

Lan honetan, ikerlariek lankidetza teoriko eta esperimental baten emaitzak aurkezten dituzte, fase kuantikoko lehen pila ekoiztera eraman duena. Ideia 2015ean sortu zuten lehen aldiz Sebastian Bergeretek, Materialen Fisikako Zentroko Fisika mesoskopikoko taldekoak (CFM), Ikerketa Zientifikoen Kontseilu Gorenaren (CSIC) eta Euskal Herriko Unibertsitatearen (UPV/EHU) zentro mixtoak, eta Ilya Tokatly EHUko Nanoespektroskopia taldeko Ikerbasque irakasleak, biak Donostia International Physic Centerreko ikerlari asoziatuak (DIPC). Haiek proposatu zuten sistema teoriko bat, fase-pila eraikitzeko beharrezkoak ziren propietateekin. Material supereroale eta magnetikoen konbinazioa da, espina-orbita akoplamendua deituriko efektu erlatibista intrintsekoarekin.

Urte batzuk beranduago, Francesco Giazottok eta Elia Strambinik, Pisako NEST-CNR Institutukoak, material konbinazio egoki bat identifikatu zuten, eta fase kuantikoko lehen pila egin zuten, honen emaitzak orain Nature Nanotechnology (Link) aldizkari ospetsuan argitaratzen direlarik. InAs n-dopatu nano kable bat da, bateriaren nukleoa (pila) osatzen duena, Al kable supereroaleak poloak bezela dituelarik. Pila kanpoko eremu magnetiko bat aplikatuz kargatzen da, ondoren itzali daitekeena.

Cristina Sanz-Fernández eta Claudio Guarcello CFMkoak ere teoria moldatu zuten aurkikuntza esperimentalak simulatzeko.

Gaur egun, Nanofisikako laborategiko ikertzaileek eta fisika mesoskopikoko taldeak (biak CFMkoak) lanean jarraitzen dute pila horren etorkizuna definituko duten hobekuntzetan. Lan honek teknologia kuantikoan egiten ari diren aurrerapen handietara gehitzen da; izan ere, teknologia hauek etorkizun hurbilean konputazio eta detekzio teknikak, medikuntza eta telekomunikazioak iraultzea espero da

Erreferentzia bibliografikoa

  • Elia Strambini, Andrea Iorio, Ofelia Durante, Roberta Citro, Cristina Sanz-Fernández, Claudio Guarcello, Ilya V. Tokatly, Alessandro Braggio, Mirko Rocci, Nadia Ligato, Valentina Zannier, Lucia Sorba, F. Sebastian Bergeret, and Francesco Giazotto. A Josephson phase battery Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/s41565-020-0712-7