Aalto Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

YRu ₃ B ₂ və LuRu ₃ B ₂ , altıbucaqlı Yapon səbət toxuma naxışına görə adlandırılan kaqome qəfəsində düz zolaqlar əmələ gətirən elektronlardan superkeçiricilik əldə edirlər. Mənbə: Esa Kapila.

Beynəlxalq kvant tədqiqatçıları qrupu, superkeçiricilik namizədlərini müəyyən etmək üçün demək olar ki, sonsuz sayda mümkün material kombinasiyasını süzgəcdən keçirmək üçün maşın öyrənməsindən necə istifadə edilə biləcəyini nümayiş etdirdi. Tədqiqatın arxasında duran SuperC konsorsiumuna rəhbərlik edən Aalto Universitetinin professoru Paivi Törmänin sözlərinə görə, bu irəliləyiş sayəsində yeni superkeçiricilər artıq daha sürətli tapıla bilər.

Superkeçiricilər, yalnız son dərəcə aşağı temperaturlarda görünən kvant effekti sayəsində sıfır müqavimətlə elektrik cərəyanı keçirirlər. Onlar təkcə kvant kompüterlərini deyil, həm də neyrogörüntüləmədən tutmuş termoyadro reaktorlarına və maqlev qatarlarına qədər bir çox başqa şeyləri enerji ilə təmin edir.

Lakin, bu təkbuynuzlu materialları müəyyən etmək olduqca çətindir. Sonsuz dərəcədə dəyişkən elementlərin istənilən kombinasiyası superkeçirici ola bilər, lakin əslində çox az sayda belədir. Artıq kəşf edilmiş elementləri isə kvant xüsusiyyətlərini verən mütləq sıfır temperatura çatdırmaq üçün bahalı soyutma avadanlığı tələb olunur.

Dünyanın hər yerindəki elm adamları üçün otaq temperaturunda işləyən miqyaslana bilən bir superkeçirici tapmaq yarışı gedir.

Törmä izah edir ki, “Otaq temperaturunda işləyə bilən superkeçirici materiallar enerji istehlakımızı əbədi olaraq dəyişdirəcək. Əgər belə bir material kompüterlər və məlumat mərkəzləri kimi tətbiqlərdə adi keçiriciləri əvəz edə bilsəydi , qlobal enerji istehlakı azala və İKT sektorunun istilik izi xeyli azala bilər.”

Konsepsiyanın sübutuna çatmaq

İqlim dəyişikliyinə qarşı mübarizədə kvant fizikasından istifadə etmək üçün ortaq bir istəkdən irəli gələn professor Törmä və tanınmış fiziklərdən ibarət bir qrup, 2023-cü ildə SuperC konsorsiumunu yaratdılar. Bu, yeni superkeçiricilər tapmaq üçün ilk əlaqələndirilmiş qlobal əməkdaşlıqdır və onlar 2033-cü ilə qədər otaq temperaturunda superkeçirici tapmağı hədəfləyirlər.

Törmäyə görə, SuperC-nin kvant həndəsəsi və maşın öyrənməsinin birləşməsi onlara əla başlanğıc nöqtəsi verir. Bu son kəşfin əsasını ənənəvi Yapon səbət hazırlama nümunələri təşkil edir; yeni kəşf edilmiş hər iki material (YRu ₃ B ₂ və LuRu ₃ B ₂ ) elektronların kaqome qəfəs kimi tanınan ənənəvi bir şəkildə düz zolaqlar əmələ gətirməsindən super keçiricilik əldə edir.

İki yeni ifratkeçirici müəyyən etmək üçün komanda perspektivli element birləşmələrini daraltmaq üçün maşın öyrənməsindən istifadə etdi. Bunları unikal bir alqoritmlə əvvəlcədən yoxladıqdan sonra, hansı materialların ifratkeçirici ola biləcəyini müəyyən etmək üçün ətraflı hesablamalar apardı.

Nəzəri təsdiqdən sonra Rays Universitetinin SuperC əməkdaşları nümunələri sintez etməyə başladılar. Xam elementlərin kimyəvi yolla yeni birləşmələrə birləşdirilməsini əhatə edən bu mürəkkəb prosesə professor Emiliya Morosan rəhbərlik edirdi. Daha sonra Rays komandası materialların superkeçiriciliyini təsdiqləmək üçün sınaqlar apara bildi.

Konsepsiyanın sübutu bu yaxınlarda Physical Review Research jurnalında dərc edilib .

Niyə əhəmiyyət kəsb edir?

Superkeçiriciliyin kvant mexaniki nəzəriyyəsi mürəkkəbdir və bu da yeni superkeçiricilərin tapılmasını çətin bir işə çevirir.

Törmä izah edir: “Onilliklər ərzində tədqiqatçılar 7000-dən çox superkeçirici tanıyıblar, lakin əsasən təsadüfən. Mümkün materialların müəyyən edilməsi prosesi hesablama baxımından o qədər çətindir ki, əslində tədqiqatçılar bunlardan yalnız 20-sinin canlılığını nəzəri olaraq proqnozlaşdıra biliblər.”

Hətta mümkün kombinasiya kimi görünə biləcək bir şey tapsanız belə, əksəriyyəti tamamilə istifadəyə yararsızdır. Məsələn, onları sintez etmək və ya miqyaslandırmaq çətindir, deyə Törmä bildirir. Buradan belə nəticə çıxır ki, mümkün olan superkeçiricilərin tapılması materialları yoxlamaq üçün geniş hesablama gücü tələb edir. SuperC-nin maşın öyrənmə yanaşması bu ideyanı alt-üst edir.

“Metodumuz, perspektivli namizədlər üzərində hədəflənmiş hesablamalar apararaq, maşın öyrənməsinə əsaslanan əvvəlcədən yoxlamadan istifadə edir. Bu yanaşma gələcəkdə superkeçiricilərin kəşfini xeyli sürətləndirəcək. Maşın öyrənməsi ilə emal edə biləcəyimiz materialların sayını milyardlarla artıra bilərik”, – deyə Törmä bildirir. “Bu, bizi otaq temperaturunda superkeçirici tapmaqda kritik bir addım daha yaxınlaşdıracaq.”

SuperC-nin tədqiqatı 1 sentyabr – 30 oktyabr 2026-cı il tarixlərində Finlandiyanın Böyük Helsinki şəhərində keçiriləcək Aalto Universitetinin ” Soyuq Planet üçün Dizaynlar” sərgisində yer alacaq.