Zakaj so superprevodniki pri sobni temperaturi tako pomembna stvar

Superprevodniki pri sobni temperaturi so znanstveni sveti gral. So kot ekonomsko upravičeno zajemanje ogljika, jedrski raketni motorji ali energijsko pozitivne fuzijske reakcije. So nekaj, kar bi moralo biti izvedljivo, mislimo, da zmoremo, vendar kljub dolgoletnim prizadevanjem še nismo povsem prišli tja. Razen, da nekdo zdaj trdi, da je storil prav to.

Še vedno je zgodaj. To so zgolj raziskovalni članki in jih je treba še strokovno pregledati. Če pa se izkažejo za resnične, če gre za pojav, ki se lahko ponovi, še posebej na način, kot pišejo časopisi, avtorji trdijo, da bi lahko bili na pragu tehnološke revolucije, ki bi lahko vplivala na vse, od svetovne energije mreže do kvantno računalništvo.

Kaj so superprevodniki pri sobni temperaturi?

Superprevodniki so materiali, ki lahko prevajajo električni tok brez upora. Medtem ko so materiali, kot sta baker in srebro, neverjetno učinkoviti prevodniki, nudijo celo blag upor, ki se spremeni v toploto. To pomeni, da sčasoma električni tok v tokokrogu poteče. V superprevodniku ne bi bilo. Teoretično bi lahko superprevodno vezje napolnili z energijo, nato odklopili vir energije in to vezje bi ostalo pod napajanjem, dokler se ne bi na nek način izpraznilo ali pa bi izgubilo svojo superprevodnost država.

To ima veliko vznemirljivih uporab, vendar je tradicionalni problem superprevodnikov ta, da potrebujejo izjemno nizke temperature in/ali visok tlak. To zahteva posebno opremo in veliko konsistentne energije za doseganje takih stanj, zaradi česar so praktične zmogljivosti tradicionalnih superprevodnikov izjemno omejene.

Superprevodniki pri sobni temperaturi so superprevodniki, ki lahko delujejo pri sobnih temperaturah. To se morda sliši bleščeče, vendar je točno tako, kot zveni. Ustvarjanje superprevodnika brez potrebe po ekstremnih temperaturah ali tlaku bi bil preboj osupljivih razsežnosti.

Zakaj ljudje zdaj govorijo o njih?

Dva nove raziskovalne naloge je objavila južnokorejska ekipa v Centru za raziskovanje kvantne energije, ki trdi, da ni dosegla superprevodnosti le pri sobnih temperaturah, temveč tudi pri tlakih okolice. To bi bil neverjeten napredek na tem področju, saj je bil eden najboljših poskusov takšnega superprevodnika doslej. vodikov sulfid, ki kaže superprevodnost pri prijetnih -70 stopinjah Celzija z neverjetnim tlakom 1,5 milijona bar.

Raziskovalci trdijo, da je njihova modificirana različica svinčevega apatita to storila brez katerega koli od teh določil. To je pomembna novica.

To je dovolj, da dvigne skeptične obrvi mednarodne skupnosti fizikov. In to z razlogom. Ti članki še niso strokovno pregledani in trditve, ki jih navajajo, so skrajne.

Vendar obstaja nekaj resničnih razlogov za to verjamem, da so ti dokumenti resnični. Poleg trdnega položaja vpletenih strani obstaja dejstvo, da sta bila sploh predložena dva dokumenta. Prvo so predložili Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon, drugo pa isti posamezniki, vendar so kot avtorji vključeni še trije člani njihove raziskovalne skupine. Oba časopisa podajata podobno grandiozne trditve, vendar je pomembno dejstvo, da so bili na prvem trije avtorji.

Samo tri osebe si lahko delijo Nobelovo nagrado. Ti raziskovalci mislijo, da so na nečem, in morda so.

Ekipa je objavila tudi video, ki naj bi prikazoval material - ki so ga poimenovali LK-99 - lebdeč nad magnetom. Tovrsten videoposnetek ni neobičajen za številne raziskovalne ustanove in univerze, vendar tekočega dušika ni na vidiku.

Vendar pa obstaja veliko skeptičnih fizikov, ki pozivajo k previdnosti. Nekateri, ki jih je poudaril PhysicsWorld, poudarjajo, da bi videoposnetek lahko dosegli brez superprevodnosti in da je v dokumentu nekaj neskladij. Vendar pa ni dovolj, da rezultate popolnoma prezremo, kar pomeni, da znanstveni svet z zadržanim dihom čaka, da ugotovi, kako natančni so ti dokumenti.

Če so celo blizu temu, kar trdijo, bi bil svet lahko na pragu resničnih sprememb.

Kaj lahko naredijo superprevodniki pri sobni temperaturi?

Superprevodnike bi lahko uporabili na vse možne načine, da bi koristili človeštvu in skokovito napredovali v znanosti in tehnologiji in meje, vendar so tradicionalno popolnoma nepraktični za uporabo zunaj posebnih, običajno laboratorijskih pogojev. Superprevodniki pri sobni temperaturi pa bi v zelo kratkem času omogočili množico neverjetno vznemirljivih napredkov.

Narava ničelnega upora superprevodnikov bi nam omogočila revolucijo električnega omrežja in odpravo izgube zaradi upora materiala. To dramatično zmanjša globalno porabo električne energije, cilj množičnega pospeševanja pa je, da bi svet dosegel ničelno neto vrednost. Še bolje, omogoča prenos moči na dolge razdalje kot še nikoli doslej. Odklenilo bi projekte solarnih panelov v puščavi Sahara ali globalno mednarodno souporabo električnega omrežja.

Superprevodniki lahko levitirajo magnete. To bi lahko uporabili za razvoj nove generacije vozil z magnetno levitacijo, začenši z vlaki. To bi lahko povzročilo revolucijo v nizkocenovnem in izjemno hitrem prevozu, ki bi lahko za vedno spremenil način potovanja. To bi lahko vodilo tudi do učinkovitejših električnih vozil z daljšim dosegom, ki se polnijo hitreje in trajajo dlje. V fiziki delcev bi lahko superprevodniki pomagali zgraditi novo generacijo pospeševalnikov delcev brez toliko povezanih pošastnih stroškov v energiji in gradbenih materialih, da tradicionalni modeli zahtevati.

V računalništvu bi lahko superprevodniki pomagali razviti a nova generacija kvantnih računalnikov, nam pomagajo ohraniti Moorov zakon še malo dlje in naredimo velik napredek na področjih, kot je razvoj umetne inteligence. V medicini bi lahko superprevodniki odklenili manjše, cenejše in učinkovitejše naprave za MRI.

To je le vrh ledene gore. Superprevodniki pri sobni temperaturi so tako neverjetna tehnologija, da, če bi bili res dosegljivi, je nedvomno nešteto neznanih prednosti, ki jih moramo še odkriti.

Kaj zdaj?

Zaenkrat čakamo. Članki so bili objavljeni sredi julija 2023, tako da so v času tega pisanja še zelo sveži. Ni strokovnega pregleda, ki bi potrdil njihove ugotovitve, vendar je veliko posameznikov in organizacij po vsem svetu, ki zdaj želijo dokazati ali ovreči njihove trditve. Na srečo morda ne bomo dolgo čakali, da bomo slišali, da je nekdo drug dosegel to, kar trdi, da je.

Ključna ugotovitev iz časopisa – in točka nadaljnjega vznemirjenja za tiste, ki želijo ponoviti, kar trdi – je, da ne le ekipa v Seulu je domnevno ustvarila superprevodnike pri sobni temperaturi, vendar so to storili z razmeroma pešcem tehnologija. To ni preprost postopek, saj za ustvarjanje materiala potrebujemo dneve dela, vendar ne vključuje veliko dela način specializirane opreme in se očitno lahko ustvari pri relativno nizkih temperaturah za to vrsto raziskovanje.

To naj bi pomenilo, da bi lahko pojav ponovilo veliko število organizacij po vsem svetu. Zdaj čakamo, da vidimo, ali lahko in tudi storijo.

Priporočila urednikov

• Zakaj so vsi zdaj nori zaradi API-ja Reddit in izpada
• Zakaj bi morali dvakrat premisliti o nakupu igralnega prenosnika za fakulteto