Төмөнкү температурадагы супер өткөргүч коаксиал кабелдер

Төмөнкү температурадагы супер өткөргүч коаксиал кабелдер (LTS Коаксиал Кабелдер) - абдан төмөнкү температурадагы физикалык тажрыйбаларда жана сандык эсептөөдөгүдей алдыңкы чегинде болгон технологиялардын ишине кажет болгон «нурондык талчындар» болуп саналат.

Бул кабелдерди жакшыраак түшүнүү үчүн, алардын түзүлүшү, иштөө принциптери жана чечүүгө багытталган негизги кыйынчылыктар деген үч булактан караш керек.

1. Негизги түзүлүш: Эмненин үчүн ал «коаксиал» деп аталат?

Түзүлүшү боюнча төмөнкү температурадагы супер өткөргүч коаксиал кабелдер адатка тийиштүү үй-бүлөлөрдүн коаксиалдык ТВ кабелдери менен окшош коаксиалдык конфигурацияны колдонушат. Бирок, материалдар жана иштөө шарттары негизинен өзгөчө.

Ички жана сырткы өткөргүчтөр: Аларга көбүнчө NbTi (Ниобий-Титан) сыяктуу төмөнкү температурадагы супер өткөргүч материалдар колдонулат.

Изоляциялык катмар (диэлектрик): Ички жана сырткы өткөргүчтөрдүн ортосунда жайгашкан диэлектрик, адатта, PTFE (Тефлон) сыяктуу экстремал дарежеде төмөн диэлектрик чыгымга ээ болгон материал болуп саналат.

Иштөө чөйрөсү: Кабель абдан төмөн температурада иштешет — адатта 4,2 Ктан (суюк гелийдин температурасы) төмөн. Бул шарттардын ичинде суперөткөргүч материал нөлдүк кедергиге ээ болот.

Бул коаксиалдык конструкция криогендик шарттардын астында югары жыштыктагы сигналдарды минимальдуу чыгым менен туруктуу өткөрүп берет.

2. Неге кабелдер үчүн суперөткөргүч материалдар колдонулуп жатат?

Кванттык чипти башкаруу сыяктуу так эксперименттерде микротолкундуу сигналдар комнаталык температурадагы чөйрөдөн өтө төмөн температурадагы баскычка (мисалы, 20 мК) чейин өткөрүлөт. Эгерде кургак мыс кабелдер колдонулса, эки маанилүү маселе пайда болот.

Сигналдын кемүүсү (сигнал жоголушу): Кээ бир металлдарда электр каршылыгы бар. Жогорку жыштыктагы сигналдарды өткөрүп жатканда, энергия жылуулукка айланып, сигналдын амплитудасы азайып, сигнал бурмалануусу же жоголушу мүмкүн.

Жылуулук өткөрүү (жылуулук чечилүү проблемасы): Медь деле электрди жакшы өткөрөт, ошондой эле жылуулукту да жакшы өткөрөт. Комнаталык температурадагы жактан кабель боюнча жылуулук криогендик аймакка оңой кирип, суулатуу системасына чоң жүктөмө түшүрүп, системанын бекемдүүлүгүн бузуу мүмкүн.

Төмөнкү температурадагы супер өткөргүч кабелдердин 'сыйкырдуу' касиети – алардын электр каршылыгы нөлгө барабар жана жылуулук өткөрүүчүлүгү төмөн болуп, микродалга сигналдарын зыянсыз өткөрүп, ультра төмөнкү температурадагы мураны эффективдүү коргошот.

3. Көлөгүч сценарийлер

Кванттык эсептөө: Бул кабелдер супер өткөргүч кубиттерге микродалга башкаруу жана окуу сигналдарын так өткөрүп, жылуулук тобок болгондо пайда болгон декогерентти минимумга чейин келтирет.

Жогорку магнит талаасынын физикасы: Бөлчөк үдеткичтерде жана МРТ системаларда суперөткөргүч коаксиал кабелдер күчтүү магнит талаалардын астында ишенчтүү жогорку жыштыктагы сигналдарды өткөрүп берет.

Космосту изилдөө: Криогендик суулатууга тийиштүү спутниктерде жана инфракызыл детекция системаларында бул кабелдер ыңгайчу сезгичтикти сактоого жана жылуулук жүктөмүн азайтууга жардам берет.

4. Төмөнкү температурадагы суперөткөргүчтөр (LTS) жана жогорку температурадагы суперөткөргүчтөр (HTS)

Төмөнкү температурадагы суперөткөргүч коаксиал кабелдер (LTS): NbTi жана Nb3Sn материалдарын камтыйт, суюк гелийди колдонуп 10 K температурадан төмөн иштейт, негизинен сигналдарды өткөрүп берүү үчүн жана так өлчөөлөр үчүн колдонулат.

Жогорку температурадагы суперөткөргүч күч кабелдер (HTS): YBCO жана BSCCO материалдарын камтыйт, суюк азотту колдонуп 65–77 K температурада иштейт, негизинен жогорку токту күч өткөрүп берүү үчүн колдонулат.

Корутунду

Төмөнкү температурадагы суперөткөргүч коаксиалды кабелдерди жогоруда жоголтуусуз микроскопиялык маалымат трассасы катары кароого болот. Алар ысыктык чечилүүнү басуу менен бирге өтө төмөнкү температурадагы системаларда микродалга сигналдарын жоголтуусуз өткөрүп берет.

Жогорку жыштыктагы жана так кабелдик технологиялар боюнча узак мөөнөттүк тажрыйбага ээ болгон Hotten компаниясы өткөргүч материалдарды, диэлектрик конструкцияларды жана кабелдин жалпы стабилдуулугун жакшыртууну улантарат жана алгачкы илимий изилдөөлөр үчүн жана жогорку класстагы колдонуулар үчүн ишенчтүү төмөнкү температурадагы жана жогорку жыштыктагы сигналдарды өткөрүү чечимдерин камсыз кылат.