早在1962年就有英國的物理學家約瑟夫森發現,如果将兩片超導材料拼到一起,中間加一樣東西,無論這樣東西是絕緣體或者金屬甚至于很薄的超導材料也行。這時就會出現一個神奇的現象,在沒有電壓的情況下,電流也會通過中間這一層從一片超導材料流向另外一片,中間的這個東西就被稱之為約瑟夫森結。
這種現象其實就是兩片超導體之間存在的相位差,于是就引起了一種叫做量子遂穿的現象,也就是說超導體中的電子對從絕緣體的這一邊直接跳到了另一邊,于是在沒有電壓的情況下電流神奇的産生了。
現在如果我們在這個電流之上再加一個逐漸變大的外部電流,這個兩片超導中間的這片絕緣體上的電流很快就會超過臨界電流。
衆所周知實現超導要有三個條件,臨界溫度、臨界磁場、臨界電流。
現在電流已經超過了臨界電流,于是在一瞬間,超導材料又回到了非超導的狀态,電阻就會出現,而電壓也會出現,之前是零電壓,現在變成了有電壓。
這就變成了二進制,有電壓為1,沒電壓為0。
這是不是就跟目前計算機原理一樣了?所以超導芯片的理論基礎就有了。
超導芯片的優點可太多了,因為沒有電阻,在信息傳遞過程中幾乎不發熱,用這玩意做出來的計算機可以吊打如今的半導體計算機,用謙虛一點的話來說可以甩開現今使用晶體管集成電路芯片的計算機幾個世紀。
可惜的是想象是美好的,現實是殘酷的,幾十年來,無數科學家都在試圖完成這一壯舉,可惜的是無論美國ib還是日本窮盡二十多年的時間也沒實現這一目标,其中的原因太多太多了。
日本倒是搞出了一些東西來,在1990年他們搞出了主頻一個g的超導電路,看上去比當時的半導體要好那麼一點點,可是這玩意是超導啊!為了讓它能夠正常工作,還需要專門接一台制冷機來維持超導溫度,想象一下,做個ppt還需要準備一大缸子的液氦來降溫,這畫面你說美不美?
就好比家用電腦還要随身帶着一台巨大的制冷設備才能發揮出它的作用,你說這樣的家用電腦誰用的起?所以超導芯片就擱淺了。
其中還有個很大的難題就是,在約瑟夫森結上雖然從零電壓到有電壓可以瞬間完成,但是從有電壓回到零電壓的狀态卻很緩慢。這就意味着一個數從0到1會很快,但是從1變到0卻很慢,這就會限制住芯片的計算速度。
而魏來要撰寫的這篇論文就是一種假設推論,他完全抛棄了以ib為代表的科學家們一直以來堅持以晶體管集成電路的模式為超導芯片設定邏輯門的想法。
因為這是超導芯片,它跟傳統的半導體芯片完全就不是一碼子事,你把傳統半導體的邏輯門硬塞給超導芯片,不出問題才怪,所以就要給超導芯片另外設計新的架構。
其實這就是一層窗戶紙,遲早會有人來捅破它的,隻不過為了二十萬的獎金,這活魏來接了。
魏來一點也不擔心超導芯片會因此馬上被人攻克實現,這裡面問題多了去了,更别說如今的超導都要在低溫零下一二百度的環境下才能正常工作,其理論意義大于實用意義。
魏來腦海中對如何實現室溫超導有着很多種類的方案,隻不過基于現實考慮,未來這些技術隻能循序漸進一點點的掏出來,例如逐漸将零下兩百多度提升至零下一百多度,再到零下五六十度,再逐步過渡到室溫超導。而且超導材料的用途很多,從電能傳輸到存儲應用範圍很廣,例如可控核聚變中的超導磁體,就是托卡馬克裝置中的關鍵核心。
雖然我們人類發現超導現象已經很多年了,但是超導一直都是一個難以獲得确切答案的難題,磨光了無數科學家濃密的頭發。
而且可以用作室溫超導的材料至今還未被人類發現,如今無數的科學家都在努力攻克這一難題。
魏來很快就将論文完成了,洋洋灑灑四頁紙而已,可是确實提供了一個新的思路,這個思路會讓鑽進死胡同裡不停撞牆的科學家們知道,其實旁邊還有另外一條寬廣大路可以走。
對于頂級期刊,魏來作為一名物理學本科生還是略知一二的,他經過慎重考慮跟篩選之後,将論文投給了《材料物理前沿》,這家期刊sci影響因子40以上,名副其實的世界頂刊。
還有個最重要的原因就是,這家期刊不收版面費,要不然囊中羞澀的魏來可付不出這筆錢。
而且一般來說世界頂刊如果收取版面費的話一般都是以歐美貨币結算的,就這個問題對于魏來而言就難于登天。
論文投遞了之後,魏來将一些文件存入了服務器中的文件夾,做完這一切之後,他輕舒了一口氣,關機結賬走人,隻不過結賬的時候着實讓他肉疼了一會,上網費真特麼的太貴了,不到三個小時收費十二元,三天的夥食費沒了。
不過轉念一想,等論文刊載了還有二十萬的獎勵,魏來的心裡就舒服多了。
隻不過魏來沒有想到的是,小小的翅膀扇了扇,今後竟會在世界科技界掀起驚濤駭浪。
“我得意的笑,得意的笑,笑看紅塵人不老”回校的路上,魏來哼起從超市學來的一首老歌。
回到寝室,咦?怎麼沒人在?看着亂七八糟的寝室,魏來無奈的搖搖頭,開始收拾起來。
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