Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 2Volgende >

Afbeelding 1: Door een chirale supergeleider uit het vlak te vervormen, wordt een elektrische stroom opgewekt
Afbeelding 2: Als een dunne laag van een chirale supergeleider op de juiste manier wordt vervormd, ontstaat in het materiaal spontaan een magnetisch veld

Wereldwijd wordt gezocht naar zogenaamde chirale supergeleiders, omdat die ideaal lijken voor het maken van quantum-computers. Of een bepaald materiaal een chirale supergeleider is, kon tot nu toe niet eenvoudig en eenduidig bepaald worden. Theoretisch natuurkundigen van de Universiteit Utrecht en collega's uit Stockholm hebben nu ontdekt dat bij chirale supergeleiders een uniek effect optreedt, dat goed te meten moet zijn. Naast dat het effect theoretisch interessant is, maakt de ontdekking ervan dus ook de zoektocht naar chirale supergeleider een stuk eenvoudiger. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Physical Review Letters.

"Wat wij laten zien is dat je in dit type supergeleider een elektrische stroom kunt opwekken alleen maar door het op de juiste manier te vervormen. Je hebt dus geen elektrische spanning of een magnetisch veld nodig. Het is een soort Origami-elektronica", licht onderzoeksleider prof. Cristiane Morais Smith van de Universiteit Utrecht toe. "Als je het materiaal op de juiste manier vervormt gaat een elektrische stroom lopen, buig je het terug, dan stopt de stroom."

Majorana-deeltjes
Het verschil tussen een ‘gewone' en een chirale supergeleider is dat de elektronen zich niet alleen in paren door het materiaal bewegen, maar dat deze paren bovendien om elkaar heen roteren. Dat levert een interessant effect op: aan de uiteinden van draden van chirale supergeleiders kunnen Majorana-deeltjes ontstaan. Van deze deeltjes wordt verwacht dat ze ideale quantum-bits voor een quantum-computer zijn. Het bestaan van Majorana-deeltjes werd al in 1937 voorspeld door de Italiaanse theoretisch natuurkundige Ettore Majorana. Pas onlangs is het bestaan ervan voor het eerst experimenteel waargenomen, door natuurkundigen van de TU Eindhoven en de TU Delft.

Zweeftrein
In een gewone supergeleider kan een elektrische stroom worden opgewekt door een magneet in de buurt te brengen. Dit heet het Meissner effect. Deze stroom zorgt ervoor dat in de supergeleider een tegengesteld magnetisch veld wordt opgewekt om het veld van de magneet teniet te doen. Eén van de meest aansprekende toepassingen van het Meissner effect is de Maglev trein in China en Japan, die door te zweven een snelheid van 600 kilometer per uur haalt.

Geometrisch Meissner effect
De natuurkundigen uit Utrecht en Stockholm tonen nu theoretisch aan dat in een hele dunne (tweedimensionale) laag van een chirale supergeleider een vergelijkbaar effect optreedt als zo'n laag wordt gekromd, zoals bijvoorbeeld in de afbeeldingen. Door zo'n kromming blijkt in de supergeleider een magnetisch veld te ontstaan. Dit betekent dat er ook een elektrische stroom loopt en dat sprake is van een geometrische versie van het Meissner effect.

Chirale elektronenparen
"In een tweedimensionale chirale supergeleider roteren alle elektronenparen in hetzelfde vlak. Door een kromming raakt hun baan verstoord. Om het effect van die verstoring teniet te doen, ontstaat er een magnetisch veld", legt de mede op dit onderzoek gepromoveerde dr. Anton Quelle uit. "De algemene regel bij dit geometrische Meissner effect is dat in tweedimensionale chirale supergeleiders kromming plus magneetveld nul moet zijn. Dit is vergelijkbaar met het gewone Meissner effect. Hierbij is het interne magnetisch veld dat ontstaat even groot en tegengesteld aan het externe magnetisch veld, zodat het veld rondom de supergeleider wordt opgeheven."

‘Smoking gun'
Het (gewone) Meissner effect zorgt ervoor dat bij een gewone supergeleider nooit een magnetisch veld loodrecht op het oppervlak ontstaat. Dus als loodrecht op het oppervlak wél een magnetisch veld aanwezig is, dan is dat een ‘smoking gun' bewijs dat het gaat om een chirale supergeleider, legt Morais Smith uit. Hoewel dit magnetische veld heel klein is, kan het goed gemeten worden met een zogenaamde SQUID, een sensor voor zeer zwakke magnetische velden.

Samenwerking
Dit onderzoek is een samenwerking tussen prof. Cristiane Morais Smith van de Universiteit Utrecht en prof. Thors Hans Hansson van Nordita (Nordic Institute for Physics) en hun promovendi Anton Quelle (in september cum laude gepromoveerd aan de Universiteit Utrecht) en Thomas Kvorning (verbonden aan Nordita).

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> Professionele projectrefer...
> Schakelen met moleculen
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Afvalbak of appeltaart?

Artificial Intelligence

Gaat de mensheid te ver met technologie?

Toon alle columns / opinies

Lezersaanbieding

Win via E-totaal een MPLAB PICkit^TM 4 in-circuit debugger (PG164140) van Microchip. Met de MPLAB PICkit 4 in-circuit debugger van Microchip kunt u bij PIC® en dsPIC® flash microcontrollers snel en gemakkelijk programmeren en fouten opsporen door gebruik te maken van de krachtige grafische gebruikersinterface van de MPLAB X geïntegreerde ontwikkelomgeving (IDE).

Vacatures

Bedrijf: BAM Advies & Engineering
Engineer Elektrotechniek
Kennis van een bouwbedrijf met passie voor techniek en processen combineren? Het kan als engineer elektrotechniek bij Advies & Engineering!
Klik hier voor meer informatie!

Bedrijf: BAM Advies & Engineering
Engineer Energievoorziening
Kennis van een bouwbedrijf met passie voor techniek en processen combineren? Het kan als specialist engineer energievoorziening bij Advies en Engineering!
Klik hier voor meer informatie!

Bedrijf: Allseas - Delft
Electrical and Instrumentation (E&I) Engineer
To stay ahead of the industry, we are developing tomorrow's technology today, transforming bold ideas into state-of-the-art solutions to meet the market's ever changing needs. Do you trust your own vision and have the courage to pursue it? Then join the thinkers, leaders and visionaries at Allseas!
We are looking for an E&I Engineer with experience in industrial installations, preferably in the offshore or maritime industry to join our Innovations Department in Delft, the Netherlands. As part of a highly skilled, multidisciplinary engineering team, you are responsible for supporting the design of the entire electrical installation throughout all engineering phases with drawing and documentation work. Interested? read more

Bedrijf in beeld

DELO Industrial Adhesives

 AVE Added Value Electronics

Beurs E&A 2017

Van dinsdag 30 mei tot en met donderdag 1 juni was de complete elektronicaketen verenigd op de beursvloer van Electronics & Applications in de Jaarbeurs Utrecht. 
Meer informatie over deze beurs kunt u vinden op onze speciale  E&A 2017 pagina's .

Hier vindt u informatie over exposanten en vele producten en noviteiten die u op de beurs kon tegenkomen.

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.