CENTRUM.CZ > Techzpravy.cz > dnes, 07:00

Používáte elektroniku, která zbytečně žere energii? Možná o tom ani nevíte

3 min

Sdílet

Nová generace účinnějších, rychlejších a energeticky úspornějších elektronických zařízení by mohla být blíže, než si lidé myslí.

Používáte elektroniku, která zbytečně žere energii? Možná o tom ani nevíte

Zdroj: SergeyNivens / Depositphotos

Nová generace účinnějších, rychlejších a energeticky úspornějších elektronických zařízení by mohla být blíže, než si lidé myslí.

Klíč k tomuto průlomu nespočívá v novém mikroprocesoru nebo revoluční baterii, ale v zásadním fyzikálním objevu, který nutí přepsat dosavadní poznatky o chování hmoty na kvantové úrovni. Tento objev otevírá dveře k efektivnější a udržitelnější technologické budoucnosti, od vysoce výkonných počítačů až po zařízení, která používáme každý den. Jedná se o rozvíjející se oblast výzkumu, která přispívá k hledání revolučního průlomu, díky němuž budou naše zařízení v nepříliš vzdálené budoucnosti tisíckrát rychlejší.

Klíč k tomuto slibnému horizontu se ve skutečnosti skrývá v práci týmu fyziků v Japonsku. Těmto vědcům se poprvé podařilo pozorovat „anomální Hallův jev“ mimořádných rozměrů v materiálu, který by jej teoreticky neměl vykazovat. Podařilo se jim to u nemagnetické sloučeniny, což je milník, který vyvrací 140 let staré přesvědčení, že se jedná o jev, který se týká výhradně magnetů a jejich derivátů.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

Mohlo by vás zajímat: Technologie, která šetří půdu i přírodu. A vy o ní pořád nevíte

Až dosud vědecká komunita předpokládala, že příčina tohoto jevu souvisí se spinem elektronů, což je jedna z jejich kvantových vlastností. Japonský výzkum však ukazuje, že skutečný původ leží jinde: v orbitální magnetizaci, tj. v pohybu elektronů na jejich oběžných drahách. Tento závěr není zanedbatelnou nuancí, ale popírá dlouho zastávaný předpoklad a nutí k přehodnocení role elektronových orbitů ve fyzice materiálů. Taková zjištění ukazují, že vědecké poznání se neustále vyvíjí, podobně jako je jiným vědcům jasné, že jsme se mýlili v tom, jak funguje gravitace.

Trhlina v základech fyziky materiálů

Aby toho vědci dosáhli, pracovali s tenkými vrstvami arsenidu kadmia, Diracova polokovu. Hlavním úkolem bylo detekovat extrémně slabý signál, který je obvykle skrytý za jinými elektrickými jevy. Řešením bylo pečlivě upravit elektronickou pásmovou strukturu materiálu tak, aby byl téměř zcela potlačen běžný Hallův jev. Byl to technicky složitý manévr, o němž informoval server SciTechDaily, který jim umožnil konečně spatřit to, co bylo dříve neviditelné, a izolovat nepolapitelný signál, který hledali.

Důsledky tohoto průlomu tedy dalece přesahují teoretickou oblast. Schopnost generovat a manipulovat s elektrickými proudy vysoce účinným způsobem bez závislosti na magnetických materiálech by mohla způsobit revoluci v elektronickém průmyslu. Nejenže by to zjednodušilo výrobu některých komponent, ale umožnilo by to také navrhovat systémy pro ukládání dat s mnohem větší kapacitou než dnes, což by vytyčilo zcela novou cestu pro technologie zítřka.

Kromě toho by tento objev mohl mít významné důsledky pro vývoj kvantových technologií. Kvantová zařízení, která jsou závislá na přesné manipulaci s kvantovými vlastnostmi elektronů, by mohla mít z možnosti ovládat orbitální magnetizaci obrovský prospěch. To by mohlo vést k pokroku v kvantové výpočetní technice, kvantových senzorech a kvantové komunikaci, tedy v oblastech, které jsou v popředí současného technologického výzkumu.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

V souvislosti s udržitelností by lepší energetická účinnost zařízení, která je výsledkem tohoto objevu, mohla výrazně snížit celosvětovou spotřebu energie. To má zásadní význam v době, kdy poptávka po energii stále roste a potřeba snížit emise uhlíku je naléhavější než kdykoli předtím. Možnost vytvořit zařízení, která spotřebovávají méně energie, aniž by tím utrpěl výkon, by mohla být důležitým krokem k udržitelnější budoucnosti.

Objev anomálního Hallova jevu v nemagnetických materiálech nejen zpochybňuje stávající teorie magnetismu, ale také otevírá řadu možností pro technologické inovace. Vzhledem k tomu, že vědci pokračují ve zkoumání důsledků tohoto objevu, je pravděpodobné, že v budoucnu budeme svědky významného dopadu na způsob navrhování a výroby elektronických zařízení.