Компьютеры станут быстрее, аккумуляторы – долговечнее

Ученые одного из старейших в Австралии Квинслендского университета достигли прорыва в решении проблемы, что на протяжении многих лет была препятствием в работе физиков и химиков. В перспективе с их открытия может начаться новая эпоха более производительных и экологически безопасных технологий.

Для того, чтобы понять суть открытия светил ученого мира Австралии, разберемся с некоторыми базовыми терминами. Речь идет о работе с так называемыми молекулярными переключателями. Так называют молекулы, способные существовать в двух и более устойчивых формах. Между ними, в свою очередь, возможны обратимые переходы при внешнем воздействии – тепловом, световом, магнитном, химическом, электрическом. Эти самые свойства молекулярных переключателей при упомянутом внешнем воздействии распространяются и на материалы. Например – на некоторые металлы. Соответствующее явление в физике называют спиновым кроссовером (спин – собственный момент импульса элементарных частиц).

Молекулярные переключатели могли бы иметь множество вариантов практического применения. Но в большинстве своем эти варианты до сих пор остаются нереализованными по ряду причин. В их числе – сложности с возникновением эффекта спинового кроссовера при температурах, отличных от значений вблизи от абсолютного нуля (−273,15 °C по шкале Цельсия). Так, к примеру, в некоторых наноэлектронных устройствах, компонентами которых могут служить молекулярные переключатели, эффект, описанный выше, ранее можно было достигнуть при температуре ниже 250 градусов по Цельсию. Как несложно догадаться, в части реализации это сопряжено с определенными инженерными сложностями.   

Теперь же перейдем, собственно, к открытию австралийцев. Профессор Школы математики и физики Университета Квинсленда Бен Пауэлл разработал реалистичный способ работы с переключателями. Благодаря ему молекулярные переключатели могут распространять свои свойства на материалы не только при низких температурах, но и при обычной комнатной температуре (а также при более высокой). Этот способ предусматривает изменения свойств самих материалов и квантовую оптимизацию импульсов некоторых частиц. Впрочем, пожалуй, мы уже достаточно на сегодня углубились в подноготную научных изысканий Бена Пауэлла и его коллег.

Применение на практике

В чем может быть практическая польза данной разработки? Как говорит сам Пауэлл, она прокладывает путь к более компактным, мощным и энергоэффективным технологиям. Становятся потенциально доступными многие технологические достижения. Например – улучшение МРТ-сканирования, что поспособствует более раннему выявлению многих заболеваний.

У открытия есть перспективы применения и в сфере улавливания и хранения углерода – насущной проблемы долгосрочной изоляции СО2 от атмосферы в целях борьбы с загрязнением окружающей среды и снижения нагрузки на неё. Материалы, на которые распространяют свои свойства молекулярные переключатели, работающие при комнатной и более высоких температурах, могли бы использоваться и в робототехнике; например, в механизмах, преобразующих электрическую энергию в движение.

Одна из главных же сфер применения, на которую делают ставку авторы открытия – значительное увеличение ёмкости и продолжительности работы аккумуляторов и повышение производительности компьютеров. Разумеется, говорить о том, что мы теперь вплотную приблизились к разработке полнофункционального квантового компьютера пока еще рано. На данном этапе такое устройство все еще остаётся гипотетическим. Однако, несомненно, на пути к нему был сделан очень важный шаг. В дальнейшем исследователи из Квинсленда планируют сотрудничать с учёными из Сиднейского университета и Университета Нового Южного Уэльса Австралии с тем, чтобы совместными усилиями создать необходимые материалы и проверить свою разработку на практике.

Источник

Total
0
Shares
Добавить комментарий
Похожие статьи

В Австралии разработали квантовый генератор случайных чисел для метавселенных и Web3

Исследователи Австралийского национального университета совместно с провайдером блокчейн-оракулов, компанией AP13, запустили первый в своем роде квантовый генератор случайных…
Подробнее
Сброс пароля
Новый пароль