Perché i superconduttori a temperatura ambiente sono così importanti

I superconduttori a temperatura ambiente sono il Santo Graal della scienza. Sono come la cattura del carbonio economicamente sostenibile, i motori a razzo nucleare o le reazioni di fusione a energia netta positiva. Sono qualcosa che dovrebbe essere fattibile, pensiamo di poterlo fare, ma non ci siamo ancora arrivati, nonostante anni di sforzi. Solo che ora qualcuno afferma di aver fatto proprio questo.

È ancora presto. Questi sono semplici documenti di ricerca e devono ancora essere sottoposti a revisione paritaria. Ma se si rivelassero veritieri, se fosse un fenomeno ripetibile, e soprattutto così come raccontano i giornali Secondo gli autori, potremmo essere sull’orlo di una rivoluzione tecnologica che potrebbe avere un impatto su tutto, a partire dall’energia globale griglie a calcolo quantistico.

Cosa sono i superconduttori a temperatura ambiente?

I superconduttori sono materiali che possono condurre corrente elettrica con resistenza pari a zero. Sebbene materiali come il rame e l’argento siano conduttori incredibilmente efficienti, anch’essi offrono una lieve resistenza, che si trasforma in calore. Ciò significa che alla fine la corrente elettrica all'interno di un circuito scade. In un superconduttore, no. In teoria potresti caricare un circuito superconduttore con energia, quindi scollegare una fonte di alimentazione e quel circuito rimarrebbe alimentato finché non si scaricasse in qualche modo o perdesse la sua superconduzione stato.

Questo ha molti usi interessanti, ma il problema tradizionale con i superconduttori è che richiedono temperature estremamente basse e/o pressioni elevate. Ciò richiede attrezzature speciali e molta energia costante per raggiungere tali stati, il che rende estremamente limitate le capacità pratiche dei superconduttori tradizionali.

I superconduttori a temperatura ambiente sono superconduttori che possono funzionare a temperatura ambiente. Potrebbe sembrare banale, ma è esattamente quello che sembra. Creare un superconduttore senza la necessità di temperature o pressioni estreme sarebbe una svolta di proporzioni sconcertanti.

Perché la gente ne parla adesso?

Due nuovi documenti di ricerca sono stati pubblicati da un team sudcoreano del Quantum Energy Research Center che afferma di aver raggiunto la superconduttività non solo a temperatura ambiente ma anche a pressione ambiente. Si tratterebbe di un progresso incredibile nel campo, dal momento che è stato uno dei migliori tentativi di realizzare un superconduttore fino ad oggi idrogeno solforato, che mostra superconduttività a una mite temperatura di -70 gradi centigradi con una pressione insondabile di 1,5 milioni sbarra.

I ricercatori affermano che la loro versione modificata dell'apatite di piombo ha fatto tutto ciò senza nessuna di queste disposizioni. Questa è una notizia epocale.

Ciò è sufficiente per sollevare le sopracciglia scettiche della comunità fisica internazionale. E con buona ragione. Questi documenti non sono ancora sottoposti a revisione paritaria e le affermazioni che fanno sono estreme.

Ma ci sono alcuni motivi reali per farlo credere che questi documenti siano veri. Al di là della rappresentanza delle parti coinvolte, c’è il fatto che sono stati presentati due documenti. Il primo è stato presentato da Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim e Young-Wan Kwon, mentre il secondo è stato presentato dagli stessi individui, ma con altri tre membri del loro gruppo di ricerca inclusi come autori. Entrambi gli articoli fanno affermazioni altrettanto grandiose, ma il fatto che nel primo fossero presenti tre autori è significativo.

Solo tre persone possono condividere un premio Nobel. Questi ricercatori pensano di aver capito qualcosa, e potrebbe benissimo esserlo.

Il team ha anche pubblicato un video che mostra il materiale, che hanno chiamato LK-99, levitare sopra un magnete. Questo tipo di video non è raro per molti istituti di ricerca e università, ma non c’è azoto liquido in vista.

Tuttavia, ci sono molti fisici scettici che invitano alla cautela. Alcuni, evidenziati da MondoFisica, sottolineano che il video avrebbe potuto essere realizzato senza la superconduttività e che ci sono alcune discrepanze nel documento. Tuttavia, non è sufficiente ignorare completamente i risultati, il che significa che il mondo scientifico sta aspettando con il fiato sospeso per scoprire quanto siano accurati questi documenti.

Se fossero anche solo vicini a ciò che affermano, il mondo potrebbe essere sull’orlo di un vero cambiamento.

Cosa potrebbero fare i superconduttori a temperatura ambiente?

I superconduttori potrebbero essere utilizzati in tutti i modi a beneficio dell’umanità e per far avanzare la scienza e la tecnologia a passi da gigante e limiti, ma sono tradizionalmente del tutto impraticabili per l’uso al di fuori di condizioni specifiche, tipicamente di laboratorio. I superconduttori a temperatura ambiente, tuttavia, aprirebbero una serie di progressi incredibilmente entusiasmanti in brevissimo tempo.

La natura a resistenza zero dei superconduttori ci permetterebbe di rivoluzionare la rete elettrica, eliminando gli sprechi attraverso la resistenza dei materiali. Ciò ridurrà drasticamente il consumo globale di elettricità, accelerando massicciamente gli obiettivi di portare il mondo a zero emissioni nette. Meglio ancora, consente la trasmissione di potenza a lunga distanza come mai prima d'ora. Sbloccherebbe progetti di pannelli solari nel deserto del Sahara o la condivisione della rete elettrica internazionale su scala globale.

I superconduttori possono far levitare i magneti. Ciò potrebbe essere utilizzato per sviluppare una nuova generazione di veicoli a levitazione magnetica, a partire dai treni. Ciò potrebbe portare a una rivoluzione nel trasporto a basso costo e ad altissima velocità che potrebbe cambiare per sempre il modo in cui viaggiamo tutti. Potrebbe anche portare a veicoli elettrici più efficienti, con una maggiore autonomia, che si caricano più velocemente e durano più a lungo. Nella fisica delle particelle, i superconduttori potrebbero aiutare a costruire una nuova generazione di acceleratori di particelle, senza farlo gran parte dei costi mostruosi associati in energia e materiali da costruzione rispetto ai progetti tradizionali richiedere.

Nel settore informatico, i superconduttori potrebbero aiutare a sviluppare a nuova generazione di computer quantistici, aiutaci a mantenere in vigore la Legge di Moore ancora un po’ e a fare grandi progressi in campi come lo sviluppo dell’intelligenza artificiale. In medicina, i superconduttori potrebbero sbloccare macchine per risonanza magnetica più piccole, più economiche e più efficienti.

Questa è solo la punta dell’iceberg. I superconduttori a temperatura ambiente sono una tecnologia così irreale che, se fossero davvero realizzabili, ci sarebbero senza dubbio innumerevoli vantaggi sconosciuti che dobbiamo ancora scoprire.

E adesso?

Per ora aspettiamo. Gli articoli sono stati pubblicati a metà luglio 2023, quindi al momento in cui scrivo sono ancora molto freschi. Non esiste una revisione tra pari per confermare i loro risultati, ma ci sono molti individui e organizzazioni in tutto il mondo che ora cercano di dimostrare o confutare le loro affermazioni. Fortunatamente, potremmo non dover aspettare molto per sentire se qualcun altro raggiunge ciò che afferma di aver fatto.

Un aspetto chiave del documento – e un motivo di ulteriore entusiasmo per coloro che cercano di replicare ciò che afferma – è che non è così solo il team di Seoul ha presumibilmente generato superconduttori a temperatura ambiente, ma lo ha fatto con un approccio relativamente pedonale tecnologia. Non è un processo semplice, la creazione del materiale richiede giorni di lavoro, ma non implica molto modo di attrezzature specialistiche, e apparentemente può essere creato a temperature relativamente basse per questo tipo ricerca.

Ciò dovrebbe significare che il fenomeno potrebbe ripetersi in un gran numero di organizzazioni in tutto il mondo. Ora stiamo aspettando di vedere se possono, e lo fanno.

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