Superconductores que trabajan a temperatura ambiente, nos llevarán a la impresionante tecnología

La Portlandita puede ser uno de los más interesantes y sorprendentes de los materiales en la naturaleza. No se someten a la lógica de la discusión cuántico-mecánico efectos hacen que el сверхпроводников por debajo de una temperatura crítica desaparece por completo la resistencia eléctrica. Uno de esta propiedad es suficiente para encender la imaginación. La corriente que puede fluir constantemente, sin perder ninguna de energía, transmisión de energía, prácticamente sin pérdidas en los cables. Cuando las fuentes renovables de energía comenzarán a dominar en la red de alta tensión y transmisión a través de los continentes serán continuos, los cables sin pérdidas darán lugar a un considerable ahorro.

Además, сверхпроводящий cable, migra corriente sin pérdidas, será una gran almacenamiento de energía. A diferencia de las baterías, que empeoran con el tiempo, si la resistencia se realmente de cero, se puede encontrar un superconductor a través de millones de años y descubrir que en él fluye la misma vieja corriente. La energía se puede almacenar indefinidamente!

En la falta de resistencia a través de la сверхпроводящий alambre se podría omitir la poderosa corriente y recibir los campos magnéticos de la increíble potencia.

Podría utilizar para левитирующих de los trenes y la increíble aceleración, convirtiendo todo el sistema de transporte. Se puede usar en plantas de energía, sustituyendo los métodos convencionales, que permite rotar la turbina en campos magnéticos para generar electricidad, y en cuánticos de los equipos, en los que los ceros y unos (los conjuntos de bits) se sustituyen por el actual en sentido horario o antihorario eléctrica en сверхпроводнике.

Arthur c. clarke dijo una vez que la tecnología lo suficientemente avanzada es será indistinguible de la magia; la portlandita definitivamente son similares a los de la unidad. ¿Por qué hasta ahora no han cambiado nuestro mundo? El problema crítico de la temperatura.

Para la mayoría de los conocidos como materiales de la temperatura crítica es de cientos de grados por debajo del punto de congelación. El сверхпроводников también es crítico el campo magnético fuera del campo magnético de cierta fuerza dejen de funcionar. Resultó que el material con el interior de alta temperatura crítica, a menudo ofrecen más potentes campos magnéticos cuando se enfría considerablemente por debajo de esta temperatura.

Esto significa que la aplicación de сверхпроводников hasta ahora se ha limitado a situaciones en las que usted puede permitirse el lujo de refrigeración de componentes casi a la temperatura del cero absoluto: en aceleradores de partículas y en el piloto de reactores de fusión nuclear, por ejemplo.

Pero incluso si algunos aspectos de la сверхпроводниковых tecnologías restringen su aplicación, la búsqueda de la alta temperatura de сверхпроводников continúa. Muchos de la física aún se cree que los superconductores, que trabajan a temperatura ambiente, pueden existir. Y este descubrimiento habría allanado el camino increíble las nuevas tecnologías.

En la búsqueda de сверхпроводников que trabajan a temperatura ambiente

Después de heike Камерлинг-Оннес accidentalmente abrió la superconductividad, tratando de demostrar la teoría de lord kelvin sobre el hecho de que la resistencia va a crecer cuando la temperatura desciende, los teóricos que tratan de explicar la nueva propiedad con la esperanza de que su comprensión permitirá crear superconductores que trabajan a temperatura ambiente.

Así es como surgió la teoría bcs (bardina, cooper, Шриффера), que explica algunas de las propiedades de сверхпроводников. También se previó que el sueño de los técnicos, superconductores a temperatura ambiente, puede ser factible; temperatura máxima de superconductividad, según la teoría bcs ascendía a 30 grados por encima del cero absoluto.

En la década de 1980, todo ha cambiado, gracias a la apertura extraordinaria de superconductividad de alta temperatura. "Alta temperatura" todavía es muy frío: la temperatura más alta para la superconductividad fue de -70 grados de sulfuro de hidrógeno a muy alta presión. A la presión normal en el límite superior es -140 grados. Por desgracia, superconductores de alta temperatura, que requieren de un costo relativamente bajo de nitrógeno líquido y el líquido no se helio, para la refrigeración es una parte frágil de la cerámica, que es extremadamente difícil de enrollar los cables y aplicar en la práctica.

Teniendo en cuenta las limitaciones de alta temperatura сверхпроводников, los científicos continúan para creer que hay una mejor opción, en espera de la apertura de la — increíble el nuevo material, que hará que la superconductividad accesible, práctico y, sobre todo funcione a la temperatura ambiente.

Emocionantes alusiones

Sin detallado teórico para la comprensión del surgimiento de este fenómeno — a pesar de los considerables progresos se hace constantemente — los científicos a veces sienten que se dedican a la adivinación en poso de café, tratando de recoger los materiales adecuados. Es como tratar de adivinar el número de teléfono, que se compone de la tabla periódica de elementos en lugar de números. Pero la perspectiva sigue siendo muy emocionante. El premio nobel y maravilloso, el nuevo mundo de la energía y la electricidad es una buena recompensa por el éxito.

En algunos estudios se centra en купратам y la complejidad de los cristales que contienen capas de cobre y átomos de oxígeno. La conexión купратов con diferentes elementos exóticos de conexiones como el mercurio-de bario-de calcio-de óxido de cobre, crean mejores superconductores conocidos hoy en día.

Además, los Científicos siguen comunicando anormal e inesperada noticia de que empapado de agua grafito puede actuar como сверхпроводника que trabaja cona temperatura ambiente, pero no hay punteros a pesar de que estas noticias se puede poner en la base de la tecnología.

A principios de 2017, la exploración de las más extremas y exóticas formas de la materia, de la que podemos crear en la Tierra, los científicos han ingeniado para comprimir el hidrógeno hasta el estado de metal. Para ello, les tomó la presión mayor que la presión en el núcleo de la Tierra y miles de veces más que en el fondo del océano. Algunos de los científicos en este campo de la física de la materia condensada — en general dudan de que el metal hidrógeno es capaz de generar.

Sin Embargo, depende de que el metal hidrógeno puede ser сверхпроводником que trabajan a temperatura ambiente. Pero la manipulación de las muestras resulta ser muy complejo, porque a pesar de que los diamantes que contengan metal hidrógeno, no soportan el drástico de la presión.

Superconductividad — o un comportamiento fuertemente su similar, también se ha observado el itrio-de bario-de óxido de cobre a temperatura ambiente en el 2014. El problema es que el transporte de electrones pasaba sólo una pequeña fracción de segundo, y exigió el bombardeo de material láser de impulsos.

No es especialmente práctico — sí. Es interesante todavía!

Y otros nuevos materiales muestran curiosas propiedades. El premio nobel de física de 2016 fue otorgado por el trabajo teórico, que se caracteriza por la topológicas aisladores de material, que es similar extraño cuántico de comportamiento. Se puede considerar ideales aislantes en la masa total del material, sin embargo, excepcionalmente buenos сверхпроводниками en capa fina en la superficie.

Microsoft apuesta por la topológicas de prisión preventiva, como componente central de un ordenador cuántico. También se consideran potencialmente importantes componentes en miniatura de chips.

Algunas de las notables propiedades de transporte de electrones también se observaron en los nuevos "bidimensionales" estructuras similares a la графену, pero de otros elementos. Es el material de un espesor de un átomo o molécula.

Superconductividad a temperatura ambiente sigue siendo el mismo impalpable y emocionante, y ha sido durante más de un siglo. Es incomprensible, ¿puede existir un superconductor, que trabaja a temperatura ambiente, pero el descubrimiento de alta temperatura сверхпроводников es prometedor indicador de que la inusual y muy útiles a efectos cuánticos pueden encontrar de manera totalmente inesperada.

Tal vez en el futuro — con la ayuda de la inteligencia artificial o los descubrimientos de камерлингов-оннесов siglo 21 — estas tecnologías también son indistinguibles de la magia.