零磁场单向超导问世 ，将不可能变为可能！

想象一下，如果您的计算机可以使用永远流动而不会过热的电力运行。这不是魔术：它是一种被称为超导的真实现象的潜在未来，它在今天支撑着从尖端磁研究到 MRI 的一切。

现在，科学家们发现他们可以制造出一种不同于以往的超导体。它只让电流流向一个方向：就像一列指向下坡的火车，它可以自由地向一个方向滑动，而另一个方向则面临着令人生畏的上坡。这听起来很神秘，但这种能力对于制造像为计算机供电的电子电路至关重要。如果这些科学家的结果成立，它可能会让这个未来更近一步。
“现在有很多有趣的可能性，”荷兰代尔夫特理工大学的物理学家 Mazhar Ali 说，他是 4 月 27 日在《自然》杂志上发表研究成果的作者之一。
超导与物理学的运作方式背道而驰。通常，当电流沿导线流动时，内部的电子会遇到坚硬的电阻，与形成导线的原子擦过。电能会丢失，通常以热量的形式丢失。这是您的电子产品摸起来很热的主要原因。这也是对效率的巨大消耗。
但是，如果你对一种导电材料进行深度冷却，你就会达到科学家所说的临界温度。精确的临界温度取决于物质，但它通常处于低温领域，略高于绝对零，这是物理学允许的最冷温度。在临界点，材料的电阻从悬崖上跌落到功能为零。现在，您已经创建了一个超导体。
无电阻电是什么样的？这意味着电流可以在理论上永远流过电线，而不会消散。这在物理学中是一个惊人的成就，永动机不应该是可能的。
自从 1911 年荷兰的一名学生偶然发现了量子物理学这个听起来很神奇的领域，我们就已经知道了。今天，科学家们使用超导来观察极其微小的磁场，例如老鼠大脑中的磁场。通过将超导线绕在磁铁上，工程师们可以制造出低能量、高功率的电磁铁，为从医院的核磁共振成像机到下一代日本子弹头列车等各种设备提供燃料。
当阿里和他的同事们开始工作时，子弹头列车可能并没有出现在他们的脑海中。“我的团队进行这项研究的目的并不是真正实现单向超导，”阿里说。
几年前，阿里的小组开始研究一种神奇的金属 Nb3Br8 的性质，它由铌原子（一种常用于某些类型的钢和专用磁铁的金属）和溴原子（一种卤素，类似于氯或碘）制成，通常在阻燃剂中发现）。
随着研究小组制造越来越薄的 Nb3Br8 薄片，他们发现它实际上变得越来越导电。这很不寻常。为了进一步调查，他们转向了一种尝试过的技术：制作三明治。两片已知的超导体是面包，Nb3Br8 是馅料。研究人员可以从它对三明治的影响中了解更多关于 Nb3Br8 的信息。当他们观察时，他们发现他们制造了一种单向超导体。

阿里的团队所创造的非常像一个二极管：一种只在一个方向上导电的元件。二极管在现代电子产品中无处不在，对于支撑让计算机运行的逻辑至关重要。
然而，阿里和他的同事们并不完全了解这种效果如何在他们创建的对象中发挥作用。事实证明，这也“违反了我们目前对单向超导如何发生的理解，”阿里说。“还有很多基础研究需要完成”以揭开隐藏的新物理学。
这不是物理学家第一次建造单向超导道路，但以前的结构通常需要磁场。这在操纵超导体时很常见，但它使工程师的生活更加复杂。
“施加磁场很麻烦，”芝加哥郊区阿贡国家实验室的物理学家Anand Bhattacharya说，他不是论文作者之一。例如，如果工程师想要操纵超导体中的不同部分，磁场就是一项艰巨的挑战。“你不能真正在一个小家伙身上施加非常局部的磁场。
对于梦想用超导体制造电子产品的人来说，向一个方向输送电力的能力是一种强大的灵感。“你可以想象在低温下非常酷的设备应用，”Bhattacharya 说。
一些科学家认为，这些设备有一些明显的宿主：量子计算机，它利用像原子这样的粒子来制造传统计算机无法完成的设备。问题是微量的热量可以使量子计算机关闭，因此工程师必须将它们构建在低温冰箱中，使其勉强保持在绝对零以上。问题再次复杂化：普通电子设备在这些温度下不能很好地工作。另一方面，超冷超导二极管可能会蓬勃发展。