Slider
Inici » a-ultimesnoticies » Científics del CSIC i la UPV/EHU creen la primera pila de fase quàntica
Slider
Il·lustració de la primera pila de fase quàntica, amb un nanocable d'arsenur d'indi (el nucli de la bateria) en contacte amb cables superconductors d'alumini que actuen de pols. / Andrea Iorio

Científics del CSIC i la UPV/EHU creen la primera pila de fase quàntica

  • Amb un nucli d’arsenur d’indi i superconductors d’alumini en els seus pols, investigadors del País Basc i Itàlia han fabricat una pila que pot resultar clau per a algunes tecnologies quàntiques.
  • Genera una súper corrent que no és induïda per un voltatge, com en les piles clàssiques, sinó per una diferència de fase en el circuit quàntic.

CIÈNCIA I TECNOLOGIA.  La pila clàssica, la pila de Volta, forma part de la nostra vida quotidiana i es coneix bé. Converteix l’energia química en un voltatge, que després pot alimentar circuits electrònics en multitud d’aparells.

No obstant això, en moltes tecnologies quàntiques, els circuits o dispositius es basen en materials superconductors, on els corrents poden fluir sense necessitat d’un voltatge aplicat. Per tant, en aquesta mena de sistema no es necessita una pila clàssica.

Aquests corrents es denominen supercorrents perquè no presenten pèrdues d’energia. Són induïdes, no per un voltatge, sinó per una diferència de fase de la funció d’ona del circuit quàntic, que està directament relacionada amb la naturalesa ondulatòria de la matèria.

De tal manera que un dispositiu quàntic capaç de proporcionar una diferència de fase persistent pot veure’s com una pila de fase quàntica, que indueix supercorrents en un circuit quàntic.

Ara un equip de científics del País Basc i Itàlia presenta en la revista  Nature Nanotechnology  els resultats d’una col·laboració teòrica i experimental que ha portat a la fabricació de la primera pila d’aquest tipus. Segons els autors, constitueix un element clau per a les tecnologies quàntiques basades en la coherència de fase.

La idea va ser concebuda per primera vegada en 2015, per Sebastian Bergeret del grup de física mesoscòpica del Centre de Física de Materials (CFM, centre mixt del CSIC i la Universitat del País Basc UPV/EHU) i Ilya Tokatly, professor Ikerbasque del grup de Nanoespectroscòpia de la UPV/EHU, tots dos associats del Donostia International Physics Center (DIPC).

Acoblament espín-òrbita

Junts van proposar un sistema teòric amb les propietats necessàries per a construir la pila de fase, que combina materials superconductors i magnètics amb un efecte relativista intrínsec, anomenat acoblament espín-òrbita.

Uns anys més tard, els investigadors Francesco Giazotto i Elia Strambini de l’Institut NEST-CNR de Pisa, en col·laboració amb uns altres de la també italiana Universitat de Salern, van identificar una combinació de materials adequada i van fabricar la primera pila de fase quàntica.

Consisteix en un nanocable d’arsenur d’indi que forma el nucli de la bateria i cables superconductors d’alumini que actuen de pols. La pila es carrega mitjançant l’aplicació d’un camp magnètic extern, que després pot ser apagat.

Els científics Cristina Sanz-Fernández i Claudio Guarcello, també del CFM, van adaptar la teoria per a simular les troballes experimentals.

Avui dia, el personal investigador del laboratori de Nanofísica i el Grup de Física Mesoscópica, tots dos del CFM, continua treballant en les millores que defineixin el futur d’aquesta pila.

Aquest treball contribueix als enormes avanços que s’estan realitzant en la tecnologia quàntica que s’espera que revolucionin tant les tècniques de computació i detecció, com la medicina i les telecomunicacions en un futur pròxim.

Referència:

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, 2020. DOI: 10.1038/s41565-020-0712-7

Font: SINC

2020-06-30

Deixa un comentari

El seu email no será publicat.Camps obligatoris marcats *

*

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir els comentaris brossa. Apreneu com es processen les dades dels comentaris.

Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.Más Info

ACEPTAR
Aviso de cookies

Diari Sant Quirze

↑ Grab this Headline Animator