وفقًا لبحث نشرته جامعة دريسدن التقنية في 26 ديسمبر 2025، تم اكتشاف مادة فائقة التوصيل جديدة، بلاتين-بزموت-اثنان (PtBi₂)، تُظهر خصائص فائقة التوصيل غير تقليدية، مما يتحدى مبادئ الفيزياء الراسخة. تُظهر المادة، وهي بلورة رمادية لامعة، فائقة التوصيل حصريًا على أسطحها الخارجية، حيث تتدفق الإلكترونات دون مقاومة، بينما يظل باطنها معدنًا عاديًا. يختلف هذا السلوك عن الموصلات الفائقة التقليدية، حيث تتحول المادة بأكملها إلى حالة فائقة التوصيل.
علاوة على ذلك، يتبع اقتران الإلكترونات على السطح نمطًا غير مسبوق، متحديًا القواعد المعروفة للتوصيل الفائق. لاحظ الباحثون ستة اتجاهات لا تستطيع فيها الإلكترونات الاقتران، مما يجعل PtBi₂ فريدًا بين الموصلات الفائقة. صرح يوخن ثام من جامعة دريسدن التقنية، مسلطًا الضوء على هذا الشذوذ: "هناك شيء غير متوقع يحدث داخل بلاتين-بزموت-اثنان".
لطالما كان التوصيل الفائق، وهو قدرة مواد معينة على توصيل الكهرباء بمقاومة صفرية تحت درجة حرارة حرجة، موضوعًا لبحث مكثف نظرًا لقدرته على إحداث ثورة في نقل الطاقة والنقل والحوسبة. تتبع الموصلات الفائقة التقليدية نظرية باردين-كوبر-شريفر (BCS)، التي تفسر التوصيل الفائق على أنه تشكيل أزواج كوبر، حيث ترتبط الإلكترونات معًا بسبب التفاعلات مع الشبكة البلورية. ومع ذلك، يشير سلوك PtBi₂ إلى وجود آلية مختلفة قيد التشغيل.
قد يكون لاكتشاف الموصلات الفائقة غير التقليدية مثل PtBi₂ آثار كبيرة على التطورات التكنولوجية. يمكن أن يقلل نقل الكهرباء بمقاومة صفرية بشكل كبير من فقد الطاقة، في حين أن المغناطيسات فائقة التوصيل الأكثر كفاءة يمكن أن تحسن التصوير الطبي ومسرعات الجسيمات. يمكن أن يلهم الاقتران الفريد للإلكترونات في PtBi₂ أيضًا طرقًا جديدة للحوسبة الكمومية، مما قد يؤدي إلى كيوبتات أكثر استقرارًا وقوة.
يقوم فريق البحث حاليًا بالتحقيق في الآليات الكامنة وراء التوصيل الفائق غير العادي في PtBi₂. إنهم يستخدمون تقنيات التحليل الطيفي المتقدمة لسبر البنية الإلكترونية للمادة وفهم كيفية ظهور التوصيل الفائق السطحي. من المخطط إجراء المزيد من الدراسات لاستكشاف إمكانات PtBi₂ في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار عالية الحساسية والأجهزة الإلكترونية الجديدة. يمكن أن تمهد النتائج الطريق لتطوير مواد جديدة بخصائص فائقة التوصيل مصممة خصيصًا، مما يسرع تحقيق مستقبل مدعوم بنقل الطاقة بدون فقد وتقنيات كمومية متقدمة.
Discussion
Join the conversation
Be the first to comment