قام فريق من الباحثين بتصميم واجهة فريدة بين الموصل الفائق (المادة التي تظهر مقاومة كهربائية صفر عند درجات حرارة منخفضة) والمواد اللولبية. تخلق الواجهة الجديدة مجال زيمان المعزز بشكل كبير، وهو مجال مغناطيسي يؤثر على دوران الإلكترونات. يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا أساسية للتطبيقات الجديدة والمبتكرة في مجالات مثل الإلكترونيات والطاقة، والأهم من ذلك، الحوسبة الكمومية.

تجمع المادة فائقة التوصيل الجديدة بين موصل فائق تقليدي ومادة تظهر اقترانًا قويًا في المدار الدوراني. وقد تبين أن هذا التفاعل، الذي ينشأ من الاقتران بين دوران الإلكترون وحركته المدارية، يؤثر بشدة على خصائص المواد فائقة التوصيل. تستحث الواجهة استقطاب الدوران على سطح الموصل الفائق وتولد حالات شبه جسيمية ذات أصل مغناطيسي.

الآن، حالات شبه الجسيمات هي تلك التي تتأثر بشكل خاص بالمجالات المغناطيسية. يمكن أن تنشأ هذه الحالات في المواد التي يكون فيها التفاعل بين الإلكترونات والمجالات المغناطيسية قويًا. ترتبط التأثيرات بمفهوم انتقائية الدوران المستحثة بعدم التناظر (CISS)، حيث تؤثر عدم التناظر البنيوي للمادة على الدوران والزخم الزاوي المداري لإلكتروناتها. تُعد CISS أمرًا بالغ الأهمية لتطوير الإلكترونيات السبينية فائقة التوصيل والموصلية الفائقة الطوبولوجية، لأنها توفر طريقة للتحكم في دوران الإلكترونات في المواد فائقة التوصيل.

من خلال هندسة الواجهة بين هاتين المادتين، تمكن الباحثون من تعزيز خصائص التوصيل الفائق. وأظهرت المادة الناتجة أيضًا طريقة تحمل أعلى للمجالات المغناطيسية، وهو ما يعد في حد ذاته عاملاً حاسمًا للعديد من التطبيقات العملية. على سبيل المثال، يمكنه القضاء على عدم الترابط، الذي يحدث عندما يتفاعل النظام الكمي مع بيئته.

التداعيات؟ يمكن لهذه التقنية الجديدة أن تساهم في تطوير الموصلات الفائقة ذات درجات الحرارة العالية، والتي تعمل في درجات حرارة أقرب إلى الظروف المحيطة. ومن المهم أن نلاحظ أن الموصلات الفائقة الموجودة تعمل فقط في درجات حرارة منخفضة للغاية. إذا ارتفعت درجات الحرارة بدرجة كافية للوصول إلى نطاق التوصيل، فلن تحدث الموصلية الفائقة. لذلك، يمكن للمواد المستقبلية المستندة إلى الواجهة المذكورة إعادة تعريف نقل الطاقة وتخزينها، فضلاً عن تمكين إنشاء أجهزة إلكترونية أكثر قوة وكفاءة، مثل الأجهزة عالية الأداء الترانزستورات.

أخيرًا، يمكن أن يؤدي الاقتران المعزز للمدار الدوراني في هذه المادة الجديدة إلى تحقيق حالات فائقة التوصيل غريبة ذات خصائص طوبولوجية. تختلف الحالات الغريبة عن الموصلات الفائقة التقليدية من حيث خصائصها الإلكترونية وتماثلها. لقد كانت هذه الحالات موضع اهتمام بحثي مكثف نظرًا لقدرتها على معالجة المعلومات والحساب الكمي، كما ذكرنا سابقًا.

يعتقد الباحثون أن النتائج التي توصلوا إليها ستحفز المزيد من البحث في مجال الموصلية الفائقة وتفتح آفاقًا جديدة في المستقبل القريب. كمرجع، تم تقديم أول نظام تجاري للتصوير بالرنين المغناطيسي يستخدم الموصلات الفائقة في أوائل الثمانينات. وغني عن القول، إنها كانت تقنية رائدة، ونأمل أن تعتمد التطبيقات المستقبلية فقط على تراثها.