Изследователи от университета в Маями (UM) откриха иновационна теория, обясняваща високотемпературната свръхпроводимост. Екипът се надява новите открития да хвърлят повече светлина по този физичен феномен и да приближат научната общност до постигането на свръхпроводимост при по-високи температури, отколкото е възможно в момента.
Ако се случи, това ще доведе до пробиви, които биха преобразили света, в който живеем.
Свръхпроводниците са съставени от специфични метали или метални сплави. Когато бъдат охладени до много ниски температури, тези метали позволяват на електрическия ток да протича през тях с нулево съпротивление. Днес технологията на свръхпроводниците намира най-различни приложения – от електрически устройства и ускорителите на елементарни частици (като Големия адронен колайдер на ЦЕРН) до медицинска апаратура и безжичните комуникации.
Голямата пречка пред масовото разпространение на свръхпроводниците е свързана с температурните ограничения, изискващи високи разходи за поддръжка и от достъп до скъпите редки метали, от които повечето от тях са създадени.
„Разбирането на начина, по който свръхпроводимостта работи при по-високи температури, ще улесни търсенето и направата на нови свръхпроводникови материали и тяхната интеграция в новите технологии“, казва Джоузев Ашкенази – професор по физика от UM и водещ автор на проучването. „В науката винаги се е минавало по един и същи път: веднъж щом разберем (даден феномен), след това идват технологичните приложения“.
При стайна температура свръхпроводимите материали се държат като обикновени метали. Когато обаче температурата спадне до няколко градуса над абсолютната нула (-273,15°C), тяхното съпротивление към електрическия ток спада до нула. Това превръща проводниците в ултраефективни материали по отношение на енергийна ефективност.
Едно от приложенията на високотемпературните свръхпроводници (тук под висока температура се подразбира стайната температура) би било в създаването на пътища, по които хора и превозни средства ще могат буквално да се придвижват, "левитирайки", снабдени с подходящата магнитна екипировка. Така научнофантастичната идея за летящи коли от книгите и филмите би се превърнала в реалност.
За съжаление учените все още не са наясно с част от основните принципите на свръхпроводимостта, което прави създаването на нови материали работа „на сляпо“. Този метод на пробите и грешките е много бавен, скъп и неефективен. Например за момента най-“топлият“ свръхпроводник, който физиците са открили, трябва да се държи при температура -130°C, което макар и напредък, е много далеч от поставената цел.
За да разнищят проблема, учените от UM проучили какво точно се случва в даден метал в момента, в който той спира да бъде свръхпроводник. „В тази точка наблюдаваме огромни промени в морето от електрони и материалът започва да прескача напред-назад между състоянието на свръхпроводник и обикновен метал“, обяснява проф. Нийл Джонсън от UM.
Ключът към разбирането на процесите тук лежи в странния свят на квантовите частици. В тази уникална област материята се държи по начини, които не е възможно да бъдат наблюдавани на макроскопично ниво, а процесите се управляват от законите на квантовата механика.
Анализирайки ситуацията, Ашкенази и Джонсън открили, че на теория съществуват начини, чрез които свръхпроводимосттта би могла да се запази дори над критичната температурна точка. Така те създали теоретичен механизъм за бъдещото създаване на свръхпроводници с по-висока температурна граница. Оттам пътят към развитието на смайващи нови технологии, като споменатите летящи коли, би изглеждал по-лесен за изминаване.
Тази статия ви хареса? Станете фен на страницата на Еcon.bg във Facebook, за да следите всичко най-интересно за икономиката,
предприемачеството, кариерата, иновациите, личните финанси, политиката, и обществото!
