Γιατί οι υπεραγωγοί σε θερμοκρασία δωματίου είναι τόσο μεγάλη υπόθεση

Οι υπεραγωγοί θερμοκρασίας δωματίου είναι ένα επιστημονικό ιερό δισκοπότηρο. Μοιάζουν με οικονομικά βιώσιμη δέσμευση άνθρακα, πυρηνικούς πυραυλοκινητήρες ή ενεργειακά θετικές αντιδράσεις σύντηξης. Είναι κάτι που πρέπει να γίνει, πιστεύουμε ότι μπορούμε να το κάνουμε, αλλά δεν έχουμε φτάσει ακόμα εκεί, παρά τις προσπάθειες πολλών ετών. Εκτός αυτού, κάποιος ισχυρίζεται τώρα ότι έκανε ακριβώς αυτό.

Είναι ακόμη νωρίς. Αυτές είναι απλές ερευνητικές εργασίες και δεν έχουν ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους. Αλλά αν αποδειχθούν αληθινά, αν είναι ένα φαινόμενο που μπορεί να επαναληφθεί, και ειδικά με τον τρόπο που τα χαρτιά ισχυρίζονται οι συγγραφείς, θα μπορούσαμε να βρισκόμαστε στο κατώφλι μιας τεχνολογικής επανάστασης που θα μπορούσε να επηρεάσει τα πάντα από την παγκόσμια ενέργεια πλέγματα για να κβαντικός υπολογισμός.

Τι είναι οι υπεραγωγοί θερμοκρασίας δωματίου;

Οι υπεραγωγοί είναι υλικά που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα με μηδενική αντίσταση. Ενώ υλικά όπως ο χαλκός και το ασήμι είναι απίστευτα αποτελεσματικοί αγωγοί, ακόμη και αυτά προσφέρουν κάποια ήπια αντίσταση, η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι τελικά, ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσα σε ένα κύκλωμα λήγει. Σε έναν υπεραγωγό, δεν θα ήταν. Θα μπορούσατε θεωρητικά να φορτίσετε ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα με ενέργεια, στη συνέχεια να αποσυνδέσετε μια πηγή ρεύματος και αυτό το κύκλωμα θα παρέμενε τροφοδοτούμενο μέχρι να αποφορτιστεί με κάποιο τρόπο ή να χάσει την υπεραγωγιμότητα του κατάσταση.

Αυτό έχει πολλές συναρπαστικές χρήσεις, αλλά το παραδοσιακό πρόβλημα με τους υπεραγωγούς είναι ότι απαιτούν εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες ή/και υψηλή πίεση. Αυτό απαιτεί ειδικό εξοπλισμό και πολλή σταθερή ενέργεια για να επιτευχθούν τέτοιες καταστάσεις, γεγονός που καθιστά τις πρακτικές δυνατότητες των παραδοσιακών υπεραγωγών εξαιρετικά περιορισμένες.

Οι υπεραγωγοί θερμοκρασίας δωματίου είναι υπεραγωγοί που μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασίες δωματίου. Αυτό μπορεί να ακούγεται απαίσιο, αλλά είναι ακριβώς αυτό που ακούγεται. Η δημιουργία ενός υπεραγωγού χωρίς την ανάγκη για ακραίες θερμοκρασίες ή πίεση θα ήταν μια σημαντική ανακάλυψη εκπληκτικών διαστάσεων.

Γιατί ο κόσμος μιλάει για αυτά τώρα;

Δύο νέες ερευνητικές εργασίες έχουν δημοσιευτεί από μια ομάδα της Νότιας Κορέας στο Κέντρο Έρευνας Κβαντικής Ενέργειας που ισχυρίζεται ότι όχι μόνο έχει επιτύχει υπεραγωγιμότητα σε θερμοκρασίες δωματίου αλλά και σε πιέσεις περιβάλλοντος. Αυτό θα ήταν μια απίστευτη πρόοδος στον τομέα, καθώς μια από τις καλύτερες προσπάθειες για έναν τέτοιο υπεραγωγό μέχρι σήμερα ήταν υδρόθειο, το οποίο εμφανίζει υπεραγωγιμότητα στους -70 βαθμούς Κελσίου με ανεξιχνίαστη πίεση 1,5 εκατομμυρίου μπαρ.

Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η τροποποιημένη εκδοχή του απατίτη μολύβδου το έχει κάνει χωρίς καμία από αυτές τις προϋποθέσεις. Αυτά είναι σημαντικά νέα.

Αυτό είναι αρκετό για να προκαλέσει σκεπτικισμό από τη διεθνή κοινότητα της φυσικής. Και με καλό λόγο. Αυτές οι εργασίες δεν έχουν ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους, και οι ισχυρισμοί που κάνουν οι εργασίες είναι ακραίες.

Αλλά υπάρχουν μερικοί πραγματικοί λόγοι πιστεύουν ότι αυτά τα έγγραφα είναι αληθινά. Πέρα από τη σταθερότητα των εμπλεκόμενων μερών, υπάρχει το γεγονός ότι υποβλήθηκαν δύο έγγραφα. Το πρώτο υποβλήθηκε από τους Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon, ενώ το δεύτερο υποβλήθηκε από τα ίδια άτομα, αλλά με άλλα τρία μέλη της ερευνητικής τους ομάδας να περιλαμβάνονται ως συγγραφείς. Και τα δύο έγγραφα κάνουν εξίσου μεγαλεπήβολους ισχυρισμούς, αλλά το γεγονός ότι τρεις συγγραφείς ήταν στην πρώτη είναι σημαντικό.

Μόνο τρία άτομα μπορούν να μοιραστούν ένα βραβείο Νόμπελ. Αυτοί οι ερευνητές πιστεύουν ότι κάνουν κάτι, και μπορεί κάλλιστα να είναι.

Η ομάδα δημοσίευσε επίσης ένα βίντεο που φέρεται να δείχνει το υλικό - το οποίο ονόμασαν LK-99 - να αιωρείται πάνω από έναν μαγνήτη. Αυτό το είδος βίντεο δεν είναι ασυνήθιστο για πολλά ερευνητικά ιδρύματα και πανεπιστήμια, αλλά δεν υπάρχει υγρό άζωτο.

Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί σκεπτικιστές φυσικοί που ζητούν προσοχή. Μερικά, υπογραμμισμένα από PhysicsWorld, επισημάνετε ότι το βίντεο θα μπορούσε να είχε επιτευχθεί χωρίς υπεραγωγιμότητα και ότι υπάρχουν κάποιες αποκλίσεις στο χαρτί. Ωστόσο, δεν αρκεί να αγνοήσουμε τα αποτελέσματα, πράγμα που σημαίνει ότι ο επιστημονικός κόσμος περιμένει με κομμένη την ανάσα για να μάθει πόσο ακριβείς είναι αυτές οι εργασίες.

Εάν είναι ακόμη και κοντά σε αυτό που ισχυρίζονται, ο κόσμος θα μπορούσε να είναι στο κατώφλι μιας πραγματικής αλλαγής.

Τι θα μπορούσαν να κάνουν οι υπεραγωγοί σε θερμοκρασία δωματίου;

Οι υπεραγωγοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν με κάθε τρόπο για να ωφεληθεί η ανθρωπότητα και να προωθηθεί η επιστήμη και η τεχνολογία με άλματα και όρια, αλλά είναι παραδοσιακά εντελώς ανέφικτα για χρήση εκτός συγκεκριμένων, τυπικά εργαστηριακών, συνθηκών. Οι υπεραγωγοί θερμοκρασίας δωματίου, ωστόσο, θα άνοιγαν μια πληθώρα απίστευτα συναρπαστικών εξελίξεων σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.

Η φύση μηδενικής αντίστασης των υπεραγωγών θα μας επέτρεπε να φέρουμε επανάσταση στο ηλεκτρικό δίκτυο, εξαλείφοντας τη σπατάλη μέσω της αντίστασης του υλικού. Αυτό μειώνει δραματικά την παγκόσμια χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, επιταχύνοντας μαζικά τους στόχους να φέρουν τον κόσμο στο καθαρό μηδέν. Ακόμα καλύτερα, επιτρέπει τη μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις όπως ποτέ πριν. Θα ξεκλειδώσει έργα ηλιακών πάνελ στην έρημο Σαχάρα ή διεθνή κοινή χρήση ηλεκτρικού δικτύου σε παγκόσμια κλίμακα.

Οι υπεραγωγοί μπορούν να αιωρούνται μαγνήτες. Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς οχημάτων με μαγνητική αιώρηση, ξεκινώντας από τα τρένα. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια επανάσταση στις μεταφορές χαμηλού κόστους και εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο που ταξιδεύουμε όλοι, για πάντα. Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικά ηλεκτρικά οχήματα μεγαλύτερης εμβέλειας που φορτίζουν πιο γρήγορα και διαρκούν περισσότερο. Στη σωματιδιακή φυσική, οι υπεραγωγοί θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην κατασκευή μιας νέας γενιάς επιταχυντών σωματιδίων, χωρίς τόσο μεγάλο μέρος του σχετικού τερατώδους κόστους σε ισχύ και υλικά κατασκευής που τα παραδοσιακά σχέδια απαιτώ.

Στους υπολογιστές, οι υπεραγωγοί θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη α νέας γενιάς κβαντικών υπολογιστών, βοηθήστε μας να διατηρήσουμε τον νόμο του Moore για λίγο ακόμα και να κάνουμε μεγάλες προόδους σε τομείς όπως η ανάπτυξη τεχνητής νοημοσύνης. Στην ιατρική, οι υπεραγωγοί θα μπορούσαν να ξεκλειδώσουν μικρότερες, φθηνότερες και πιο αποτελεσματικές μηχανές μαγνητικής τομογραφίας.

Αυτή είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου. Οι υπεραγωγοί θερμοκρασίας δωματίου είναι μια τέτοια τεχνολογία που, αν ήταν πραγματικά εφικτές, υπάρχουν αναμφισβήτητα αμέτρητα άγνωστα οφέλη που δεν έχουμε ακόμη ανακαλύψει.

Τώρα τι?

Προς το παρόν, περιμένουμε. Οι εργασίες δημοσιεύτηκαν στα μέσα Ιουλίου 2023, οπότε τη στιγμή που γράφεται αυτό το άρθρο, είναι ακόμα πολύ φρέσκες. Δεν υπάρχει αξιολόγηση από ομοτίμους που να επιβεβαιώνουν τα ευρήματά τους, αλλά υπάρχουν πολλά άτομα και οργανισμοί σε όλο τον κόσμο που τώρα αναζητούν να αποδείξουν ή να διαψεύσουν τους ισχυρισμούς τους. Ευτυχώς, μπορεί να μην περιμένουμε πολύ για να ακούσουμε ότι κάποιος άλλος πέτυχε αυτό που ισχυρίζεται ότι έκανε.

Ένα βασικό στοιχείο από την εφημερίδα - και ένα σημείο περαιτέρω ενθουσιασμού για όσους θέλουν να επαναλάβουν αυτά που ισχυρίζεται - είναι ότι δεν Μόνο η ομάδα στη Σεούλ φέρεται να δημιούργησε υπεραγωγούς θερμοκρασίας δωματίου, αλλά το έκανε με σχετικά πεζούς τεχνολογία. Δεν είναι μια απλή διαδικασία, με το υλικό να χρειάζεται μέρες δουλειάς για να δημιουργηθεί, αλλά δεν περιλαμβάνει πολλά τρόπο εξειδικευμένου εξοπλισμού, και προφανώς μπορεί να δημιουργηθεί σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες για αυτό το είδος έρευνα.

Αυτό θα πρέπει να σημαίνει ότι το φαινόμενο θα μπορούσε να επαναληφθεί από μεγάλο αριθμό οργανισμών σε όλο τον κόσμο. Τώρα περιμένουμε να δούμε αν μπορούν και το κάνουν.

Συστάσεις των συντακτών

• Γιατί όλοι τρέμουν με το Reddit API και το blackout αυτή τη στιγμή
• Γιατί πρέπει να σκεφτείτε δύο φορές για την αγορά ενός φορητού υπολογιστή παιχνιδιών για το κολέγιο