Il futuro nei superconduttori unidirezionali

Sin dalla sua scoperta nel 1911,

fino ad oggi sembrava impossibile…

E’ possibile far fluire l’elettricità in una sola direzione.

Un gruppo di ricercatori presso la Delft University of Technology hanno scoperto la superconduttività unidirezionale senza campi magnetici.

Se il 20° secolo è stato il secolo dei semiconduttori, il 21° può diventare il secolo dei superconduttori.

La superconduttività va contro il modo in cui dovrebbe funzionare la fisica.

Normalmente, mentre la corrente elettrica scorre lungo un filo, gli elettroni all’interno affrontano una forte resistenza, sfiorando gli atomi che formano il filo. L’energia elettrica si perde, spesso sotto forma di calore, che è anche sinonimo di inefficienza e crescita dei consumi.

Ma se raffreddi un materiale che conduce elettricità, raggiungerai un punto che gli scienziati chiamano temperatura critica.

La precisa temperatura critica dipende dalla sostanza, ma di solito è appena sopra lo zero assoluto, la temperatura più fredda consentita dalla fisica. Nel punto critico, la resistenza del materiale precipita fino a diventare funzionalmente nulla.

Ora hai creato un superconduttore.

Cuore di questo superconduttore unidirezionale è il materiale quantistico Nb3Br8, una soluzione bidimensionale formata da atomi di niobio e bromo che è stato teorizzato ospiti un dipolo elettrico netto. Il materiale è stato posizionato tra due superconduttori.

Quanto ottenuto è molto simile a un diodo, cioè un componente che conduce l’elettricità solo in una direzione. I diodi sono onnipresenti nell’elettronica moderna e sono alla base della logica dei computer.

Al momento l’oggetto creato lascia più dubbi che certezze: i ricercatori non sanno ancora bene come funzioni perché “viola la nostra attuale comprensione di come può verificarsi la superconduttività unidirezionale”, specie in assenza di un campo magnetico localizzato.

Il team di ricerca ha testato il metodo di creazione di questo superconduttore unidirezionale solo a temperature estremamente basse.

L’obiettivo è vedere se può funzionare a temperature superiori a -196 °C e capire come produrre abbastanza superconduttori per realizzare un chip vero e proprio.

La strada all’informatica superconduttiva

I superconduttori possono rendere l’elettronica centinaia di volte più veloce, il tutto senza perdite di energia.

I vantaggi di questa applicazione all’elettronica sono molteplici.

Quest’ultima può diventare cento volte più veloce e inserire i superconduttori nella nostra vita quotidiana, renderebbe il tutto molto più ecologico.

L’uso di superconduttori potrebbe far risparmiare fino al 10% di tutte le riserve energetiche occidentali.

Ciò finora era qualcosa di impossibile, in quanto nessuno era in grado di dirigere gli elettroni dei superconduttori in una singola condizione, una proprietà fondamentale per l’informatica e l’elettronica moderna.