Warum Raumtemperatur-Supraleiter so eine große Sache sind

Supraleiter bei Raumtemperatur sind ein wissenschaftlicher Heiliger Gral. Sie ähneln wirtschaftlich sinnvollen Kohlenstoffabscheidungen, nuklearen Raketentriebwerken oder energetisch positiven Fusionsreaktionen. Sie sollten machbar sein, wir glauben, dass wir es schaffen können, aber wir sind trotz jahrelanger Bemühungen noch nicht ganz am Ziel angekommen. Allerdings behauptet jetzt jemand, genau das getan zu haben.

Es ist noch früh. Dabei handelt es sich lediglich um Forschungsarbeiten, die noch keinem Peer-Review unterzogen wurden. Aber wenn sie sich als wahr erweisen, wenn es sich um ein Phänomen handelt, das sich wiederholen kann, und insbesondere in der Art und Weise, wie die Papiere Autoren behaupten, wir könnten an der Schwelle einer technologischen Revolution stehen, die sich auf alles auswirken könnte, von der globalen Energie Gitter zu Quanten-Computing.

Was sind Raumtemperatursupraleiter?

Supraleiter sind Materialien, die elektrischen Strom ohne Widerstand leiten können. Während Materialien wie Kupfer und Silber unglaublich effiziente Leiter sind, bieten selbst sie einen leichten Widerstand, der sich in Wärme umwandelt. Das bedeutet, dass irgendwann ein elektrischer Strom innerhalb eines Stromkreises erlischt. Bei einem Supraleiter wäre das nicht der Fall. Theoretisch könnte man einen supraleitenden Schaltkreis mit Energie aufladen, dann die Stromquelle trennen und Dieser Stromkreis blieb mit Strom versorgt, bis er auf irgendeine Weise entladen wurde oder seine Supraleitung verlor Zustand.

Das bietet viele spannende Einsatzmöglichkeiten, aber das traditionelle Problem bei Supraleitern besteht darin, dass sie extrem niedrige Temperaturen und/oder hohen Druck erfordern. Um solche Zustände zu erreichen, sind spezielle Geräte und eine Menge konstanter Energie erforderlich, was die praktischen Einsatzmöglichkeiten herkömmlicher Supraleiter äußerst begrenzt.

Raumtemperatursupraleiter sind Supraleiter, die bei Raumtemperatur betrieben werden können. Das hört sich vielleicht oberflächlich an, ist aber genau das, wonach es klingt. Die Schaffung eines Supraleiters ohne die Notwendigkeit extremer Temperaturen oder Drücke wäre ein Durchbruch von atemberaubendem Ausmaß.

Warum reden die Leute jetzt darüber?

Zwei neue Forschungsarbeiten wurden von einem südkoreanischen Team am Quantum Energy Research Center veröffentlicht, das behauptet, Supraleitung nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch bei Umgebungsdruck erreicht zu haben. Dies wäre ein unglaublicher Fortschritt auf diesem Gebiet, da es sich um einen der bisher besten Versuche mit einem solchen Supraleiter handelt Schwefelwasserstoff, der bei milden -70 Grad Celsius und einem unvorstellbaren Druck von 1,5 Millionen Supraleitung zeigt Bar.

Die Forscher behaupten, dass ihre modifizierte Version von Bleiapatit dies ohne diese Auflagen geschafft hat. Das sind bedeutsame Neuigkeiten.

Das reicht aus, um in der internationalen Physik-Community skeptische Augenbrauen hervorzurufen. Und das aus gutem Grund. Diese Papiere wurden noch nicht von Experten begutachtet, und die in den Papieren aufgestellten Behauptungen sind extrem.

Aber es gibt einige echte Gründe dafür glaube, dass diese Papiere wahr sind. Abgesehen vom guten Ruf der Beteiligten kommt noch die Tatsache hinzu, dass überhaupt zwei Papiere eingereicht wurden. Die erste wurde von Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim und Young-Wan Kwon eingereicht, während die zweite von denselben Personen eingereicht wurde, jedoch mit drei weiteren Mitgliedern ihres Forschungsteams als Autoren. In beiden Artikeln werden ähnlich hochtrabende Behauptungen aufgestellt, aber die Tatsache, dass beim ersten Artikel drei Autoren vertreten waren, ist bezeichnend.

Nur drei Personen können sich einen Nobelpreis teilen. Diese Forscher glauben, dass sie etwas auf der Spur sind, und das ist möglicherweise auch der Fall.

Berichten zufolge veröffentlichte das Team auch ein Video, das das Material – das sie LK-99 nannten – zeigt, wie es über einem Magneten schwebt. Solche Videos sind für viele Forschungseinrichtungen und Universitäten keine Seltenheit, aber flüssiger Stickstoff ist nicht in Sicht.

Es gibt jedoch viele skeptische Physiker, die zur Vorsicht mahnen. Einige, hervorgehoben von PhysikWelt, weisen darauf hin, dass das Video ohne Supraleitung hätte erstellt werden können und dass es in dem Papier einige Unstimmigkeiten gibt. Es reicht jedoch nicht aus, die Ergebnisse völlig zu ignorieren, was bedeutet, dass die wissenschaftliche Welt mit angehaltenem Atem darauf wartet, herauszufinden, wie genau diese Arbeiten sind.

Wenn sie auch nur annähernd ihren Behauptungen entsprechen, könnte die Welt an der Schwelle zu einem echten Wandel stehen.

Was könnten Raumtemperatur-Supraleiter leisten?

Supraleiter könnten auf vielfältige Weise zum Nutzen der Menschheit eingesetzt werden und Wissenschaft und Technologie sprunghaft voranbringen und Grenzen, aber sie sind traditionell völlig unpraktisch für den Einsatz außerhalb spezifischer, typischerweise Laborbedingungen. Raumtemperatur-Supraleiter würden jedoch in sehr kurzer Zeit eine Fülle unglaublich aufregender Fortschritte ermöglichen.

Die widerstandslose Natur von Supraleitern würde es uns ermöglichen, das Stromnetz zu revolutionieren und Verschwendung durch Materialwiderstand zu vermeiden. Dadurch sinkt der weltweite Stromverbrauch drastisch, was die Ziele, die Welt auf Netto-Null zu bringen, massiv beschleunigt. Besser noch: Es ermöglicht eine noch nie dagewesene Übertragung von Energie über große Entfernungen. Es würde Solarpanel-Projekte in der Sahara-Wüste oder die gemeinsame Nutzung internationaler Stromnetze im globalen Maßstab ermöglichen.

Supraleiter können Magnete schweben lassen. Damit könnte eine neue Generation von Magnetschwebefahrzeugen entwickelt werden, beginnend mit Zügen. Dies könnte zu einer Revolution im kostengünstigen, extrem schnellen Transport führen, die die Art und Weise, wie wir alle reisen, für immer verändern könnte. Es könnte auch zu effizienteren Elektrofahrzeugen mit größerer Reichweite führen, die schneller aufladen und länger halten. In der Teilchenphysik könnten Supraleiter zum Bau einer neuen Generation von Teilchenbeschleunigern beitragen, ohne dass dies der Fall wäre so viel von den damit verbundenen enormen Kosten für Strom und Baumaterialien, die bei traditionellen Designs anfallen erfordern.

Im Computerbereich könnten Supraleiter bei der Entwicklung von a helfen neue Generation von Quantencomputern, helfen Sie uns, das Mooresche Gesetz noch ein wenig aufrechtzuerhalten und große Fortschritte in Bereichen wie der KI-Entwicklung zu erzielen. In der Medizin könnten Supraleiter kleinere, günstigere und effizientere MRT-Geräte ermöglichen.

Das ist nur die Spitze des Eisbergs. Bei Raumtemperatur-Supraleitern handelt es sich um eine Zukunftstechnologie, die, wenn sie tatsächlich realisierbar wäre, zweifellos unzählige unbekannte Vorteile mit sich bringt, die wir noch entdecken müssen.

Was jetzt?

Jetzt warten wir. Die Papiere wurden Mitte Juli 2023 veröffentlicht und sind zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels noch sehr aktuell. Es gibt kein Peer-Review, um ihre Ergebnisse zu bestätigen, aber es gibt viele Einzelpersonen und Organisationen auf der ganzen Welt, die jetzt versuchen, ihre Behauptungen zu beweisen oder zu widerlegen. Glücklicherweise müssen wir nicht lange warten, bis wir hören, dass jemand anderes erreicht hat, was er angeblich getan hat.

Eine wichtige Erkenntnis aus dem Papier – und ein Punkt, der diejenigen, die seine Behauptungen nachahmen wollen, noch aufregender macht – ist, dass dies nicht der Fall ist Angeblich erzeugte das Team in Seoul lediglich Supraleiter bei Raumtemperatur, allerdings mit relativ geringem Aufwand Technologie. Es ist kein einfacher Prozess, da die Erstellung des Materials tagelange Arbeit in Anspruch nimmt, aber es erfordert nicht viel Art der Spezialausrüstung und kann offenbar bei relativ niedrigen Temperaturen für diese Art von hergestellt werden Forschung.

Das sollte bedeuten, dass das Phänomen bei einer großen Anzahl von Organisationen auf der ganzen Welt wiederholt werden könnte. Wir warten jetzt ab, ob sie es können und tun.

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