Waarom supergeleiders op kamertemperatuur zo belangrijk zijn

Supergeleiders op kamertemperatuur zijn een wetenschappelijke heilige graal. Ze lijken op economisch haalbare koolstofafvang, nucleaire raketmotoren of energienet-positieve fusiereacties. Het is iets dat haalbaar zou moeten zijn, we denken dat we het kunnen, maar we zijn er nog niet helemaal, ondanks jaren van inspanningen. Behalve dat iemand nu beweert precies dat te hebben gedaan.

Het is nog vroeg. Dit zijn slechts onderzoekspapers en moeten nog door vakgenoten worden beoordeeld. Maar als ze waar blijken te zijn, als het een fenomeen is dat zich kan herhalen, en vooral op de manier waarop de kranten erover schrijven. auteurs beweren dat we aan de vooravond van een technologische revolutie zouden kunnen staan ​​die van invloed zou kunnen zijn op alles, van de mondiale energie roosters aan kwantumcomputers.

Wat zijn supergeleiders op kamertemperatuur?

Supergeleiders zijn materialen die elektrische stroom zonder weerstand kunnen geleiden. Hoewel materialen als koper en zilver ongelooflijk efficiënte geleiders zijn, bieden ze zelfs een lichte weerstand, die in warmte verandert. Dat betekent dat uiteindelijk een elektrische stroom binnen een circuit vervalt. In een supergeleider zou dat niet het geval zijn. In theorie zou je een supergeleidend circuit met energie kunnen opladen en vervolgens een stroombron kunnen loskoppelen dat circuit zou van stroom blijven voorzien totdat het op de een of andere manier werd ontladen, anders verloor het zijn supergeleiding staat.

Dit heeft veel opwindende toepassingen, maar het traditionele probleem met supergeleiders is dat ze extreem lage temperaturen en/of hoge druk vereisen. Dat vereist speciale apparatuur en veel consistente energie om dergelijke toestanden te bereiken, wat de praktische mogelijkheden van traditionele supergeleiders uiterst beperkt maakt.

Supergeleiders op kamertemperatuur zijn supergeleiders die bij kamertemperatuur kunnen werken. Dat klinkt misschien glibberig, maar het is precies hoe het klinkt. Het creëren van een supergeleider zonder de noodzaak van extreme temperaturen of druk zou een doorbraak van duizelingwekkende proporties zijn.

Waarom praten mensen nu over hen?

Twee nieuwe onderzoeksdocumenten zijn gepubliceerd door een Zuid-Koreaans team van het Quantum Energy Research Center dat beweert niet alleen supergeleiding te hebben bereikt bij kamertemperatuur, maar ook bij omgevingsdruk. Dit zou een ongelooflijke vooruitgang in het veld zijn, aangezien een van de beste pogingen tot een dergelijke supergeleider tot nu toe is geweest waterstofsulfide, dat supergeleiding vertoont bij een zwoele -70 graden Celsius met een ondoorgrondelijke druk van 1,5 miljoen bar.

De onderzoekers beweren dat hun aangepaste versie van loodapatiet dit heeft gedaan zonder een van deze bepalingen. Dit is gedenkwaardig nieuws.

Dat is genoeg om sceptische wenkbrauwen op te trekken bij de internationale natuurkundegemeenschap. En met goede reden. Deze artikelen zijn nog niet door vakgenoten beoordeeld en de beweringen die de artikelen doen zijn extreem.

Maar er zijn enkele echte redenen daarvoor Geloof dat deze papieren waar zijn. Naast de stevige reputatie van de betrokken partijen is er het feit dat er überhaupt twee papers zijn ingediend. De eerste werd ingediend door Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim en Young-Wan Kwon, terwijl de tweede werd ingediend door dezelfde personen, maar met drie andere leden van hun onderzoeksteam als auteurs. Beide artikelen doen vergelijkbare grootse beweringen, maar het feit dat drie auteurs aan de eerste deelnamen, is veelzeggend.

Slechts drie mensen kunnen een Nobelprijs delen. Deze onderzoekers denken dat ze iets op het spoor zijn, en dat kan ook zo zijn.

Het team plaatste ook een video waarin naar verluidt het materiaal – dat zij LK-99 noemden – boven een magneet zweefde. Dit soort video's zijn niet ongebruikelijk voor veel onderzoeksinstellingen en universiteiten, maar er is geen vloeibare stikstof te bekennen.

Er zijn echter tal van sceptische natuurkundigen die oproepen tot voorzichtigheid. Sommige, gemarkeerd door NatuurkundeWereld, wijs erop dat de video tot stand had kunnen komen zonder supergeleiding, en dat er enkele discrepanties in het artikel staan. Het is echter niet voldoende om de resultaten ronduit te negeren, wat betekent dat de wetenschappelijke wereld met ingehouden adem wacht om erachter te komen hoe accuraat deze artikelen zijn.

Als ze zelfs maar in de buurt komen van wat ze beweren, zou de wereld aan de vooravond van echte verandering kunnen staan.

Wat kunnen supergeleiders op kamertemperatuur doen?

Supergeleiders kunnen op allerlei manieren worden gebruikt om de mensheid ten goede te komen en wetenschap en technologie met grote sprongen vooruit te helpen en grenzen, maar ze zijn traditioneel volkomen onpraktisch voor gebruik buiten specifieke, typisch laboratoriumomstandigheden. Supergeleiders op kamertemperatuur zouden echter op zeer korte termijn een overvloed aan ongelooflijk opwindende ontwikkelingen mogelijk maken.

Het nulweerstandskarakter van supergeleiders zou ons in staat stellen het elektriciteitsnet radicaal te veranderen en verspilling door materiële weerstand te elimineren. Dat leidt tot een dramatische daling van het mondiale elektriciteitsverbruik, waardoor de doelstellingen om de wereld naar een netto nulpunt te brengen enorm worden versneld. Beter nog: het maakt stroomoverdracht over lange afstanden mogelijk als nooit tevoren. Het zou zonnepaneelprojecten in de Sahara woestijn mogelijk maken of het internationaal delen van elektriciteitsnetwerken op wereldschaal mogelijk maken.

Supergeleiders kunnen magneten laten zweven. Dat zou kunnen worden gebruikt om een ​​nieuwe generatie magnetische levitatievoertuigen te ontwikkelen, te beginnen met treinen. Dit zou kunnen leiden tot een revolutie in goedkoop, extreem snel transport dat de manier waarop we allemaal reizen voor altijd zou kunnen veranderen. Het zou ook kunnen leiden tot efficiëntere elektrische voertuigen met een groter bereik, die sneller opladen en langer meegaan. In de deeltjesfysica zouden supergeleiders kunnen helpen bij het bouwen van een nieuwe generatie deeltjesversnellers, zonder dat dit het geval is zoveel van de bijbehorende monsterlijke kosten aan stroom en constructiematerialen dan traditionele ontwerpen vereisen.

Op computergebied kunnen supergeleiders helpen bij de ontwikkeling van een nieuwe generatie kwantumcomputers, help ons om de wet van Moore nog wat langer vol te houden en grote vooruitgang te boeken op gebieden als AI-ontwikkeling. In de geneeskunde zouden supergeleiders kleinere, goedkopere en efficiëntere MRI-machines kunnen ontsluiten.

Dat is nog maar het topje van de ijsberg. Supergeleiders op kamertemperatuur zijn zo'n luchtkasteeltechnologie dat, als ze werkelijk haalbaar zouden zijn, er ongetwijfeld talloze onbekende voordelen zijn die we nog moeten ontdekken.

Wat nu?

Voorlopig wachten we. De artikelen zijn medio juli 2023 gepubliceerd, dus op het moment dat ik dit schrijf zijn ze nog erg vers. Er is geen peer review om hun bevindingen te bevestigen, maar er zijn veel individuen en organisaties over de hele wereld die nu hun beweringen willen bewijzen of weerleggen. Gelukkig hoeven we niet lang te wachten voordat we horen dat iemand anders bereikt wat hij beweert te hebben gedaan.

Een belangrijke conclusie uit het artikel – en een punt van verdere opwinding voor degenen die willen repliceren wat het beweert – is dat dit niet het geval is Alleen zou het team in Seoul naar verluidt supergeleiders op kamertemperatuur hebben gegenereerd, maar dat deden ze met relatief weinig mensen technologie. Het is geen eenvoudig proces, waarbij het maken van het materiaal dagenlang werk kost, maar er komt niet veel bij kijken manier van specialistische apparatuur, en kan blijkbaar voor dit soort toepassingen bij relatief lage temperaturen worden gemaakt onderzoek.

Dat zou moeten betekenen dat het fenomeen zich door een groot aantal organisaties over de hele wereld zou kunnen herhalen. We wachten nu af of ze dat kunnen en doen.

Aanbevelingen van de redactie

• Waarom iedereen op dit moment in paniek raakt over de Reddit API en black-out
• Waarom je twee keer zou moeten nadenken over het kopen van een gaming-laptop voor de universiteit