Wahandisi wa Adelaide watumia vitanzi visivyo na viunganishi kugeuza safu za SQUID kuwa magnetomita kamili

Utafiti katika Physical Review Applied unaonyesha kuwa vitanzi vya superkondakta visivyo na viunganishi vya Josephson vinaiga ukubwa tofauti wa vitanzi unaohitajika na vihisi vya SQIF na kurahisisha utengenezaji.

Ukurasa huu umetafsiriwa kutoka Kiingereza. Majina ya kampuni na bidhaa pamoja na viungo vya vyanzo hayajabadilishwa. Soma asili kwa Kiingereza

Watafiti wa Adelaide University, Australia Kusini, wameeleza njia rahisi zaidi ya kujenga safu za vifaa vya mwingiliano wa kwanta vya superkondakta (SQUID) vinavyoweza kupima uga sumaku kamili bila kupoteza unyeti unaovifanya vivutie. Kazi ya wanafunzi wa uzamivu Ross Monaghan na Jonathan Marenkovic pamoja na Profesa Mshiriki Giuseppe Tettamanzi wa Quantum and Nano Technology Group (QuaNTeG) ya chuo hicho ilichapishwa katika Physical Review Applied tarehe 26 Oktoba (juzuu 26, makala 044077), na maandishi kamili pia yanapatikana kwenye arXiv.

Tatizo

SQUID ni vitanzi vya nyenzo za superkondakta vinavyokatizwa na viunganishi vya Josephson, na ni miongoni mwa vigunduzi nyeti zaidi vya uga sumaku vilivyopo. Kuunganisha vitanzi vingi vya SQUID katika safu ya pande mbili huzalisha vihisi vyenye nguvu sana vya masafa ya redio. Changamoto, kwa mujibu wa chuo, ni kwamba vifaa hivi vina ugumu wa kubaini wakati uga sumaku ni sifuri kabisa.

Suluhisho la kawaida, linalotumika katika vichujio vya mwingiliano wa kwanta vya superkondakta (SQIF), ni kufanya kwa makusudi maeneo ya vitanzi yasiwe sawa ili safu iweze kufanya kazi kama magnetomita kamili. Kwa mujibu wa utafiti, sharti hilo linagongana na kuboresha kila kitanzi: kubadilisha ukubwa wa kitanzi pia hubadilisha indakta yake na kigezo muhimu cha muundo kinachopaswa kudhibitiwa kwa usahihi ili kupata utendaji mzuri. Mvutano huo huzuia safu kama hizo kufikia uwezo wao kamili, ambao waandishi wanaueleza kuwa umezuiliwa tu na kikomo cha kawaida cha kwanta. Tangazo la chuo linaeleza kuwa miundo iliyopo inaweza kuhitaji mamia au hata maelfu ya vitanzi vya ukubwa tofauti.

Maelezo ya kiufundi

Timu ya Adelaide iliacha vitanzi vyote vikiwa na ukubwa mmoja na badala yake ikabadilisha vitanzi vilivyochaguliwa kwa sehemu "tupu" za superkondakta zisizo na viunganishi vya Josephson. Vitanzi hivi tupu hubadilisha jinsi fluksi ya sumaku inavyosambaa katika saketi, hivyo safu hufanya kazi kana kwamba vitanzi vyake vina maeneo tofauti. Waandishi wanaliita hili "mtawanyiko bandia wa maeneo" na wanatoa fomula ya kiuchanganuzi inayounganisha mpangilio wa vitanzi tupu na mtawanyiko sawa wa maeneo halisi.

Kisha walitengeneza safu kadhaa za SQIF za pande mbili zenye vitanzi tupu na kuziendesha katika halijoto ya chini sana. Kwa mujibu wa watafiti, vifaa vilivyopimwa vilifanya kazi kulingana na nadharia.

"Kwa kuingiza vitanzi tupu vilivyowekwa kwa uangalifu, tunaweza kufikia matokeo yaleyale huku tukihifadhi masharti yanayohitajika kwa unyeti wa juu kabisa," alisema Tettamanzi.

Kwa nini ni muhimu

Ikiwa vitanzi vinavyofanana vinatosha, watengenezaji hawatahitaji tena kutengeneza safu kubwa zenye maumbo mengi tofauti ya vitanzi, jambo ambalo kwa mujibu wa chuo linaweza kufanya vifaa kuwa rahisi na nafuu zaidi kutengeneza. Chuo kinataja ufuatiliaji wa ubongo, vipokezi nyeti zaidi vya masafa ya redio, mawasiliano yenye kelele ndogo na uhisiaji wa sumakuumeme kama matumizi yanayowezekana.

Mambo ya kufuatilia

Chuo kinasema majaribio zaidi yanahitajika kabla teknolojia hii haijaweza kuuzwa kibiashara. Dhana hii imewasilishwa katika ombi la kimataifa la hataza, na tafiti za ufuatiliaji za kuboresha utendaji wa vifaa na kuchunguza matumizi mapya tayari zinaendelea. The Quantum Insider lilichapisha tangazo la chuo tarehe 2 Novemba.