Ann an raointean ùr-nodha leithid saothrachadh leth-chonnsachaidh agus tomhas mionaideachd cuantamach, a tha gu math mothachail air àrainneachdan electromagnetic, faodaidh eadhon an buaireadh electromagnetic as lugha ann an uidheamachd claonaidhean mionaideachd adhbhrachadh, a’ toirt buaidh air càileachd an toraidh dheireannaich agus toraidhean deuchainneach. Mar phrìomh phàirt a tha a’ toirt taic do uidheamachd mionaideachd, tha feartan so-leòntachd magnetach àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin air a bhith na fheart cudromach ann a bhith a’ dèanamh cinnteach à obrachadh seasmhach an uidheamachd. Tha sgrùdadh domhainn air coileanadh so-leòntachd magnetach àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin cuideachail airson tuigse fhaighinn air an luach do-sheachanta ann an suidheachaidhean saothrachaidh agus rannsachaidh saidheansail àrd-ìre. Tha clach-ghràin air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de mhèinnirean leithid grian-chlach, feldspar agus mica. Tha structar dealain nan criostalan mèinnearach seo a’ dearbhadh feartan so-leòntachd magnetach clach-ghràin. Bho shealladh microscopach, taobh a-staigh mèinnirean leithid grian-chlach (SiO_2) agus feldspar (leithid feldspar potasium (KAlSi_3O_8)), tha dealanan sa mhòr-chuid ann am paidhrichean taobh a-staigh bannan covalent no ianach. A rèir prionnsapal às-dùnadh Pauli ann am meacanaig cuantamach, tha stiùiridhean snìomh dealanan paidhir mu choinneamh, agus tha na mòmaidean magnetach aca a’ cuir às dha chèile, a’ dèanamh freagairt iomlan a’ mhèinneir don raon magnetach taobh a-muigh gu math lag. Mar sin, 's e stuth diamagnetic àbhaisteach a th' ann an clach-ghràin le so-leòntachd magnetach glè ìosal, mar as trice timcheall air òrdugh \(-10^{-5}\), rud nach gabh a leigeil seachad cha mhòr. An coimeas ri stuthan meatailteach, tha buannachd so-leòntachd magnetach clach-ghràin glè chudromach. Tha a’ mhòr-chuid de stuthan meatailteach leithid stàilinn nan stuthan ferromagnetic no paramagnetic, le àireamh mhòr de electrons neo-phàraichte a-staigh. Faodaidh na mòmaidean snìomh magnetach de na electrons sin stiùireadh agus co-thaobhadh gu luath fo ghnìomhachd raon magnetach taobh a-muigh, agus mar thoradh air sin bidh so-leòntachd magnetach nan stuthan meatailteach cho àrd ri òrdugh \(10^2-10^6\). Nuair a bhios comharran electromagnetic bhon taobh a-muigh, bidh stuthan meatailt a’ ceangal gu làidir ris an raon magnetach, a’ gineadh sruthan cuartachaidh electromagnetic agus call hysteresis, a tha an uair sin a’ cur bacadh air obrachadh àbhaisteach phàirtean dealain taobh a-staigh an uidheamachd. Is gann gun eadar-obraich àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin, leis an so-leòntachd magnetach glè ìosal aca, le raointean magnetach taobh a-muigh, gu h-èifeachdach a’ seachnadh gineadh bacadh electromagnetic agus a’ cruthachadh àrainneachd obrachaidh seasmhach airson uidheamachd mionaideachd. Ann an tagraidhean practaigeach, tha feart so-leòntachd magnetach ìosal àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin a’ cluich pàirt chudromach. Ann an siostaman coimpiutair cuantamach, tha qubits superconducting air leth mothachail air fuaim electromagnetic. Eadhon caochlaideachd raon magnetach de ìre 1nT (nanotesla) faodaidh call co-leanailteachd qubits adhbhrachadh, a’ leantainn gu mearachdan coimpiutaireachd. Às deidh do sgioba rannsachaidh sònraichte an àrd-ùrlar deuchainneach a chuir an àite stuth clach-ghràin, thuit fuaim an raoin magnetach cùl-fhiosrachaidh timcheall an uidheamachd gu mòr bho 5nT gu nas ìsle na 0.1nT. Chaidh ùine co-leanailteachd nan qubits a leudachadh trì tursan, agus chaidh an ìre mearachd obrachaidh a lùghdachadh 80%, a’ leasachadh seasmhachd agus cruinneas coimpiutaireachd cuantamach gu mòr. Ann an raon uidheamachd litografaidh leth-chonnsachaidh, tha riatanasan teann aig an stòr solais ultraviolet anabarrach agus mothachairean mionaideachd rè a’ phròiseas litografaidh airson an àrainneachd electromagnetic. Às deidh gabhail ris an àrd-ùrlar mionaideachd clach-ghràin, sheas an uidheamachd gu h-èifeachdach an aghaidh bacadh electromagnetic bhon taobh a-muigh, agus chaidh cruinneas an t-suidheachaidh a leasachadh bho ± 10nm gu ± 3nm, a’ toirt gealladh làidir airson cinneasachadh seasmhach phròiseasan adhartach de 7nm agus nas ìsle. A bharrachd air sin, ann am miocroscopan dealanach àrd-chruinneas, uidheam ìomhaighean ath-shonnrachaidh magnetach niùclasach agus ionnstramaidean eile a tha mothachail air àrainneachdan electromagnetic, bidh àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin cuideachd a’ dèanamh cinnteach gum faod an uidheam coileanadh aig a’ char as fheàrr air sgàth an cuid feartan so-leòntachd magnetach ìosal. Tha an so-leòntachd magnetach cha mhòr neoni aig àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin gan dèanamh nan roghainn air leth freagarrach airson uidheam mionaideachd gus seasamh an aghaidh bacadh electromagnetic. Mar a bhios teicneòlas a’ dol air adhart a dh’ionnsaigh siostaman nas cruinne agus nas iom-fhillte, tha na riatanasan airson co-chòrdalachd electromagnetic uidheamachd a’ sìor fhàs teann. Tha àrd-ùrlaran mionaideachd clach-ghràin, leis a’ bhuannachd shònraichte seo, gu cinnteach a’ leantainn air adhart a’ cluich pàirt chudromach ann an saothrachadh àrd-ìre agus rannsachadh saidheansail ùr-nodha, a’ cuideachadh a’ ghnìomhachais gu cunbhalach a’ briseadh tro bhacaidhean teicnigeach agus a’ ruighinn àirdean ùra.
Àm puist: 14 Cèitean 2025