Dlaczego nadprzewodniki w temperaturze pokojowej są tak ważne?

Nadprzewodniki działające w temperaturze pokojowej są naukowym świętym Graalem. Przypominają ekonomicznie opłacalne wychwytywanie dwutlenku węgla, nuklearne silniki rakietowe lub reakcje termojądrowe generujące dodatnią sieć energetyczną. Są czymś, co powinno być wykonalne, uważamy, że możemy to zrobić, ale po prostu jeszcze tego nie osiągnęliśmy, pomimo lat wysiłków. Tyle że teraz ktoś twierdzi, że właśnie to zrobił.

To wciąż wczesny dzień. Są to jedynie artykuły naukowe, które nie zostały jeszcze poddane recenzji. Ale jeśli okażą się prawdziwe, jeśli będzie to zjawisko, które da się powtórzyć, a zwłaszcza jeśli chodzi o sposób, w jaki gazety autorzy twierdzą, że możemy znaleźć się u progu rewolucji technologicznej, która może mieć wpływ na wszystko, począwszy od globalnej energetyki siatki do obliczenia kwantowe.

Co to są nadprzewodniki w temperaturze pokojowej?

Nadprzewodniki to materiały, które mogą przewodzić prąd elektryczny przy zerowym oporze. Chociaż materiały takie jak miedź i srebro są niezwykle wydajnymi przewodnikami, nawet one zapewniają niewielki opór, który zamienia się w ciepło. Oznacza to, że w końcu prąd elektryczny w obwodzie wyczerpie się. W nadprzewodniku tak by nie było. Teoretycznie można naładować energią obwód nadprzewodzący, a następnie odłączyć źródło zasilania i obwód ten pozostanie zasilany, dopóki nie zostanie w jakiś sposób rozładowany lub nie utraci nadprzewodnictwa państwo.

Ma to wiele ekscytujących zastosowań, ale tradycyjnym problemem związanym z nadprzewodnikami jest to, że wymagają one ekstremalnie niskich temperatur i/lub wysokiego ciśnienia. Wymaga to specjalnego sprzętu i dużej ilości stałej energii, aby osiągnąć takie stany, co sprawia, że ​​praktyczne możliwości tradycyjnych nadprzewodników są niezwykle ograniczone.

Nadprzewodniki w temperaturze pokojowej to nadprzewodniki, które mogą pracować w temperaturze pokojowej. Może to brzmieć banalnie, ale dokładnie tak to brzmi. Stworzenie nadprzewodnika bez konieczności stosowania ekstremalnych temperatur i ciśnienia byłoby przełomem o zdumiewających proporcjach.

Dlaczego ludzie teraz o nich mówią?

Dwa nowe artykuły naukowe zostały opublikowane przez południowokoreański zespół z Quantum Energy Research Center, który twierdzi, że osiągnął nadprzewodnictwo nie tylko w temperaturze pokojowej, ale także pod ciśnieniem otoczenia. Byłby to niesamowity postęp w tej dziedzinie, biorąc pod uwagę jedną z najlepszych dotychczas prób stworzenia takiego nadprzewodnika siarkowodór, który wykazuje nadprzewodnictwo w przyjemnej temperaturze -70 stopni Celsjusza i przy niezgłębionym ciśnieniu 1,5 miliona bar.

Naukowcy twierdzą, że ich zmodyfikowana wersja apatytu ołowiowego zrobiła to bez żadnych z tych zastrzeżeń. To doniosła wiadomość.

To wystarczy, aby wzbudzić sceptyczne brwi międzynarodowej społeczności fizyków. I nie bez powodu. Artykuły te nie zostały jeszcze zrecenzowane, a twierdzenia w nich wysuwane są skrajne.

Ale jest kilka prawdziwych powodów wierzyć, że te dokumenty są prawdziwe. Oprócz zdecydowanego stanowiska stron zaangażowanych w sprawę istotny jest fakt, że w ogóle złożono dwa dokumenty. Pierwszą z nich nadesłali Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon, drugą zaś te same osoby, ale autorami byli trzej inni członkowie ich zespołu badawczego. Obydwa artykuły przedstawiają podobnie imponujące twierdzenia, ale znaczący jest fakt, że w pierwszym z nich znalazło się trzech autorów.

Tylko trzy osoby mogą podzielić się Nagrodą Nobla. Badacze ci uważają, że coś mają na rzeczy i być może tak jest.

Zespół opublikował także wideo pokazujące materiał – który nazwali LK-99 – lewitujący nad magnesem. Tego rodzaju filmy nie są rzadkością w wielu instytucjach badawczych i uniwersytetach, ale w zasięgu wzroku nie ma ciekłego azotu.

Jest jednak wielu sceptycznych fizyków, którzy zalecają ostrożność. Niektóre, podkreślone przez Świat Fizyki, zwróć uwagę, że film mógłby zostać nakręcony bez nadprzewodnictwa i że w artykule występują pewne rozbieżności. Nie wystarczy jednak całkowicie zignorować wyniki, co oznacza, że ​​świat naukowy czeka z zapartym tchem, aby przekonać się, jak dokładne są te prace.

Jeśli będą choć blisko tego, co twierdzą, świat może znaleźć się u progu prawdziwych zmian.

Co mogą zrobić nadprzewodniki w temperaturze pokojowej?

Nadprzewodniki można wykorzystać na wiele sposobów, aby przynieść korzyści ludzkości i skokowo rozwijać naukę i technologię i ograniczenia, ale tradycyjnie są całkowicie niepraktyczne do użytku poza określonymi, typowo laboratoryjnymi warunkami. Jednakże nadprzewodniki działające w temperaturze pokojowej umożliwiłyby w bardzo krótkim czasie mnóstwo niezwykle ekscytujących osiągnięć.

Charakter nadprzewodników o zerowej rezystancji pozwoliłby nam zrewolucjonizować sieć elektryczną, eliminując straty spowodowane oporem materiału. To drastycznie zmniejsza globalne zużycie energii elektrycznej, znacznie przyspieszając realizację celów doprowadzenia świata do zera netto. Co więcej, umożliwia przesyłanie mocy na duże odległości jak nigdy dotąd. Umożliwiłoby to projekty paneli słonecznych na pustyni Sahara lub międzynarodowe udostępnianie sieci elektrycznych na skalę globalną.

Nadprzewodniki mogą lewitować magnesy. Można by je wykorzystać do opracowania nowej generacji pojazdów lewitujących magnetycznie, począwszy od pociągów. Może to doprowadzić do rewolucji w tanim i niezwykle szybkim transporcie, która na zawsze zmieni sposób, w jaki wszyscy podróżujemy. Może to również prowadzić do powstania bardziej wydajnych pojazdów elektrycznych o większym zasięgu, które ładują się szybciej i działają dłużej. W fizyce cząstek nadprzewodniki mogłyby pomóc w budowie nowej generacji akceleratorów cząstek tyle związanych z tym monstrualnych kosztów energii i materiałów konstrukcyjnych niż w przypadku tradycyjnych projektów wymagać.

W informatyce nadprzewodniki mogą pomóc w opracowaniu m.in nowa generacja komputerów kwantowych, pomóż nam wydłużyć działanie prawa Moore’a i poczynić duże postępy w takich dziedzinach, jak rozwój sztucznej inteligencji. W medycynie nadprzewodniki mogłyby odblokować mniejsze, tańsze i wydajniejsze maszyny MRI.

To tylko wierzchołek góry lodowej. Nadprzewodniki działające w temperaturze pokojowej to technologia tak banalna, że ​​gdyby rzeczywiście była możliwa do osiągnięcia, niewątpliwie kryłaby się za niezliczoną liczbą nieznanych korzyści, których jeszcze nie odkryliśmy.

Co teraz?

Na razie czekamy. Artykuły ukazały się w połowie lipca 2023 r., więc w chwili pisania tego tekstu są jeszcze bardzo świeże. Nie ma recenzji potwierdzającej ich ustalenia, ale wiele osób i organizacji na całym świecie pragnie obecnie udowodnić lub obalić swoje twierdzenia. Na szczęście być może nie będziemy musieli długo czekać, aż usłyszymy, że ktoś inny osiągnął to, co twierdzi.

Kluczowym wnioskiem, jaki można wyciągnąć z tej gazety – i co jeszcze bardziej ekscytuje tych, którzy chcą powtórzyć to, co twierdzi – jest to, że nie zespół w Seulu jedynie rzekomo wygenerował nadprzewodniki o temperaturze pokojowej, ale zrobił to przy stosunkowo niewielkiej prędkości technologia. Nie jest to prosty proces, ponieważ stworzenie materiału zajmuje wiele dni, ale nie wymaga dużego zaangażowania sposób przy użyciu specjalistycznego sprzętu i najwyraźniej można je wytworzyć w stosunkowo niskich temperaturach dla tego rodzaju badania.

Oznacza to, że zjawisko to może powtórzyć się w dużej liczbie organizacji na całym świecie. Teraz czekamy, aby zobaczyć, czy im się to uda, i zrobią to.

Zalecenia redaktorów

• Dlaczego wszyscy teraz wariują na punkcie API Reddit i awarii
• Dlaczego warto dwa razy pomyśleć o zakupie laptopa do gier na studia?