杰瑞德科尔教授解释背后的科学舰队发射中心,6月12日。这是杰瑞德的演讲。
当使用电子设备,看电视,听音乐,天气模型或任何其他任务,需要信息流程,有数百万二进制计算的背景。
有0和1被翻转,补充道,以惊人的速度增加和分裂。
一个微处理器可以执行这些计算每秒几十亿次就是为什么电脑彻底改变了我们的生活。
然而,免费信息处理不来。
物理学告诉我们,每次我们执行一个操作,例如添加两个数字加起来,我们必须付出的代价。能源成本。
这意味着执行数学计算必须消耗一些能量。
这个计算成本并不是唯一的能源成本运行一台电脑。事实上,每一个人都使用笔记本电脑在他们的身上将证明大部分能量被转化为热量。这些热量的阻力来自电力满足当它流过一个材料。这浪费能源由于电阻,车队希望最小化。
运行电脑总是会消耗一些能量,但我们还有很长的路要走(好几个数量级)从电脑一样有效的物理定律。
问题是,是什么支撑着舰队的新的科学方法这个问题?最近的一些进展给我们希望全新的解决这一问题的能源使用。这涉及到新材料和新概念。
石墨烯是第一个atomically-thin材料被发现
之一最近物理和材料科学的进步是能够构建和控制材料,只有一个或几个原子厚。当材料形式这一薄层和电子的运动是局限于这个表,规则如何电力流动是完全不同的。最令人兴奋的舰队,这允许电流没有抵抗的可能性。有一系列不同的材料显示这个属性(或者可能显示它)。舰队将研究新厚材料,这些材料堆叠结构给新的属性。
也有一个令人兴奋的概念跳跃,帮助我们理解这个属性的电力流无阻力。这个想法来自于数学的一个分支叫做“拓扑”。
数学家们喜欢研究形状。他们已经这样做了数千年。
拓扑告诉我们如何比较形状,是什么让他们相同的,是什么使他们不同。形象软粘土制成的咖啡杯。你可以慢慢压扁,挤压这个形状,直到它看起来就像一个甜甜圈。的洞洞的杯子的处理成为甜甜圈,剩下的杯子被挤压形成甜甜圈的一部分。拓扑告诉我们,甜甜圈和咖啡杯是等价的,因为我们可以变形到另一个没有切割,戳洞,或者加入片段组合在一起。
事实证明,这个奇怪的电力流动规则,薄层可以被理解的拓扑。
这一观点是2016年诺贝尔文学奖的焦点,现在这个新的科学推动大量的目前的研究在物理和工程。
舰队已经开始利用这些新材料和新见解发展下一代的低能电子设备,将基于拓扑科学允许电力流以最小的阻力。
我们的工作基础,基础科学然后直接反馈到直接应用低能量电子、支撑数十年,数百年的新技术。
杰瑞德科尔教授解释背后的科学舰队发射中心,6月12日。这是杰瑞德的演讲。
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