Чому надпровідники кімнатної температури є такою важливою проблемою

Надпровідники при кімнатній температурі — науковий святий Грааль. Вони схожі на економічно життєздатне уловлювання вуглецю, ядерні ракетні двигуни або реакції термоядерного синтезу з позитивною енергією. Це те, що має бути здійсненним, ми думаємо, що можемо це зробити, але ми ще не досягли цього, незважаючи на роки зусиль. Крім того, зараз хтось стверджує, що зробив саме це.

Це ще рано. Це лише дослідницькі статті, які ще не пройшли рецензування. Але якщо вони виявляться правдивими, якщо це явище, яке можна повторити, особливо в тому, як газети Автори стверджують, що ми можемо бути на порозі технологічної революції, яка може вплинути на все, починаючи від глобальної енергетики сітки до квантові обчислення.

Що таке надпровідники кімнатної температури?

Надпровідники - це матеріали, які можуть проводити електричний струм з нульовим опором. Хоча такі матеріали, як мідь і срібло, є неймовірно ефективними провідниками, навіть вони пропонують деякий помірний опір, який перетворюється на тепло. Це означає, що зрештою електричний струм у ланцюзі закінчується. У надпровіднику цього не було б. Теоретично ви можете зарядити надпровідний ланцюг енергією, потім відключити джерело живлення і ця схема залишатиметься під напругою, доки її не буде певним чином розряджено, або вона не втратить свою надпровідність стан.

Це має багато захоплюючих застосувань, але традиційна проблема надпровідників полягає в тому, що вони вимагають надзвичайно низьких температур і/або високого тиску. Це вимагає спеціального обладнання та багато постійної енергії для досягнення таких станів, що робить практичні можливості традиційних надпровідників надзвичайно обмеженими.

Надпровідники кімнатної температури - це надпровідники, які можуть працювати при кімнатній температурі. Це може здатися жорстоким, але це саме те, що це звучить. Створення надпровідника без потреби в екстремальних температурах або тиску було б проривом приголомшливих масштабів.

Чому про них зараз говорять?

Два нові наукові роботи були опубліковані південнокорейською групою дослідницького центру квантової енергії, яка стверджує, що досягла надпровідності не лише за кімнатних температур, але й за тиску навколишнього середовища. Це було б неймовірним прогресом у цій галузі, оскільки одна з найкращих спроб створення такого надпровідника на сьогоднішній день була сірководень, який виявляє надпровідність при температурі -70 градусів за Цельсієм і неймовірному тиску в 1,5 мільйона бар.

Дослідники стверджують, що їхня модифікована версія свинцевого апатиту зробила це без жодних із цих умов. Це знакова новина.

Цього достатньо, щоб підняти скептичні брови міжнародної спільноти фізиків. І не без підстав. Ці статті ще не пройшли рецензування, і заяви, які висуваються в них, є крайніми.

Але для цього є кілька реальних причин вірити, що ці документи правдиві. Крім твердої позиції залучених сторін, є той факт, що було подано взагалі два документи. Перший був поданий Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon, тоді як другий був поданий тими самими особами, але з трьома іншими членами їх дослідницької групи, включеними в якості авторів. Обидві статті висувають однакові грандіозні заяви, але той факт, що в першій були три автори, є важливим.

Нобелівську премію можуть розділити лише три людини. Ці дослідники думають, що вони щось знайшли, і цілком може бути.

Команда також опублікувала відео, на якому, як повідомляється, видно, як матеріал, який вони назвали LK-99, парить над магнітом. Таке відео не є рідкістю для багатьох дослідницьких установ і університетів, але рідкого азоту в полі зору немає.

Однак є багато скептично налаштованих фізиків, які закликають до обережності. Деякі, виділені за PhysicsWorld, вказують на те, що відео можна було б отримати без надпровідності, і що в статті є деякі розбіжності. Однак явного ігнорування результатів недостатньо, а це означає, що науковий світ, затамувавши подих, чекає, щоб дізнатися, наскільки точні ці документи.

Якщо вони навіть близькі до того, що заявляють, світ може бути на порозі реальних змін.

Що можуть робити надпровідники кімнатної температури?

Надпровідники можна використовувати різними способами, щоб принести користь людству та стрімко просувати науку й технології і межі, але вони традиційно абсолютно непрактичні для використання поза конкретними, як правило, лабораторними умовами. Однак надпровідники кімнатної температури відкриють безліч неймовірно захоплюючих досягнень у дуже короткий термін.

Природа нульового опору надпровідників дозволить нам революціонізувати електричну мережу, усунувши втрати через опір матеріалу. Це різко зменшує глобальне споживання електроенергії, масове прискорення має на меті довести світ до нуля. А ще краще, це дозволяє передавати електроенергію на великі відстані, як ніколи раніше. Це розблокує проекти сонячних панелей у пустелі Сахара або глобальне міжнародне спільне використання електричних мереж.

Надпровідники можуть левітувати магніти. Це може бути використано для розробки нового покоління транспортних засобів на магнітній подушці, починаючи з поїздів. Це може призвести до революції в недорогому, надзвичайно високошвидкісному транспорті, який може назавжди змінити те, як ми всі подорожуємо. Це також може призвести до створення більш ефективних електромобілів з більшим запасом ходу, які заряджаються швидше та працюють довше. У фізиці елементарних частинок надпровідники можуть допомогти створити нове покоління прискорювачів елементарних частинок без них стільки пов'язаних жахливих витрат на електроенергію та будівельні матеріали, що традиційні конструкції вимагати.

В обчислювальній техніці надпровідники можуть допомогти розробити a нове покоління квантових комп'ютерів, допоможіть нам ще трохи зберегти закон Мура та досягти великих успіхів у таких сферах, як розробка ШІ. У медицині надпровідники можуть розблокувати менші, дешевші та ефективніші машини МРТ.

Це лише верхівка айсберга. Надпровідники при кімнатній температурі — це така грандіозна технологія, що, якби вони справді були реалізовані, ми, безсумнівно, мали б незліченну кількість невідомих переваг.

Що тепер?

Поки чекаємо. Статті були опубліковані в середині липня 2023 року, тому на момент написання цієї статті вони ще дуже свіжі. Немає експертної оцінки, щоб підтвердити їхні висновки, але зараз багато людей і організацій у всьому світі прагнуть довести або спростувати свої твердження. На щастя, можливо, нам не доведеться довго чекати, щоб почути про те, що хтось ще досяг того, що, за їхніми словами, зробив.

Ключовий висновок із газети — і момент, який ще більше хвилює тих, хто хоче відтворити те, що в ній стверджується — полягає в тому, що не тільки команда в Сеулі нібито створила надпровідники кімнатної температури, але вони зробили це з відносно пішохідним технології. Це непростий процес, коли для створення матеріалу потрібні дні роботи, але він не передбачає багато чого шляхом спеціального обладнання, і, очевидно, може бути створений при відносно низьких температурах для такого роду дослідження.

Це означає, що це явище може повторитися великою кількістю організацій у всьому світі. Зараз ми чекаємо, чи зможуть вони, і чи зможуть вони.

Рекомендації редакції

• Чому зараз усі в захваті від Reddit API та відключення
• Чому вам варто двічі подумати про покупку ігрового ноутбука для коледжу