Вот почему все говорят о сверхпроводниках при комнатной температуре

Сверхпроводники при комнатной температуре — это научный святой Грааль. Они похожи на экономически жизнеспособное улавливание углерода, ядерные ракетные двигатели или энергетические реакции синтеза. Это то, что должно быть выполнимо, мы думаем, что можем это сделать, но мы еще не достигли этого, несмотря на годы усилий. Кроме того, кто-то теперь утверждает, что сделал именно это.

Еще рано. Это всего лишь исследовательские работы, и они еще не прошли рецензирование. Но если они окажутся правдой, если это явление может повториться, особенно так, как утверждают авторы статей, мы можем оказаться на пороге технологической революции, которая может повлиять на все, от глобальных энергетических сетей до квантовых вычислений .

Что такое сверхпроводники при комнатной температуре?

Сверхпроводники — это материалы, которые могут проводить электрический ток, но с нулевым сопротивлением. Хотя такие материалы, как медь и серебро, являются невероятно эффективными проводниками, даже они обладают небольшим сопротивлением, которое превращается в тепло. Это означает, что в конечном итоге электрический ток в цепи истекает. В сверхпроводнике – нет. Теоретически вы можете зарядить сверхпроводящую цепь энергией, затем отключить источник питания, и эта цепь останется под напряжением до тех пор, пока она каким-либо образом не разрядится или не потеряет свое сверхпроводящее состояние.

У этого есть много захватывающих применений, но традиционная проблема со сверхпроводниками заключается в том, что они требуют чрезвычайно низких температур и/или высокого давления. Для достижения таких состояний требуется специальное оборудование и много постоянной энергии, что делает практические возможности традиционных сверхпроводников крайне ограниченными.

Сверхпроводники при комнатной температуре — это сверхпроводники, которые могут работать при комнатной температуре. Это может звучать бойко, но это именно то, на что это похоже. Создание сверхпроводника без экстремальных температур и давлений было бы прорывом ошеломляющих масштабов.

Почему люди говорят о них сейчас?

Две новые исследовательские работы были опубликованы южнокорейской группой из Исследовательского центра квантовой энергии, которые утверждают, что достигли сверхпроводимости не только при комнатной температуре, но и при атмосферном давлении. Это было бы невероятным достижением в этой области, поскольку одной из лучших попыток создать такой сверхпроводник на сегодняшний день был сероводород, который проявляет сверхпроводимость при температуре -70 градусов по Цельсию и непостижимом давлении в 1,5 миллиона бар.

Исследователи утверждают, что их модифицированная версия свинцового апатита сделала это без каких-либо оговорок. Это важная новость.

Этого достаточно, чтобы вызвать скептическое удивление международного сообщества физиков. И не зря. Эти документы еще не прошли рецензирование, и заявления, которые они делают, зашкаливают.

Но есть некоторые реальные причины полагать, что эти бумаги правдивы . Помимо твердой позиции вовлеченных сторон, есть факт, что два документа были представлены вообще. Первый был представлен Сукбэ Ли, Джи-Хун Ким, Ён-Ван Квоном, а второй был представлен теми же людьми, но с тремя другими членами их исследовательской группы, включенными в качестве авторов. Обе статьи делают одинаково грандиозные заявления, но тот факт, что в первой были три автора, имеет большое значение.

Только три человека могут разделить Нобелевскую премию. Эти исследователи думают, что они что-то нащупали, и вполне может быть.

Команда также опубликовала видео, якобы показывающее материал, который они назвали LK-99, парящий над магнитом. Такое видео не редкость для многих научно-исследовательских институтов и университетов, но жидкого азота в поле зрения нет.

Однако есть много скептически настроенных физиков, призывающих к осторожности. Некоторые, отмеченные PhysicsWorld , отмечают, что видео можно было бы получить без сверхпроводимости, и что в статье есть некоторые несоответствия. Однако недостаточно просто игнорировать результаты, а это означает, что научный мир ждет, затаив дыхание, чтобы узнать, насколько точны эти документы.

Если они хотя бы близки к тому, о чем заявляют, мир может оказаться на пороге настоящих перемен.

На что способны сверхпроводники при комнатной температуре?

Сверхпроводники можно использовать самыми разными способами, чтобы принести пользу человечеству и стремительно продвигать науку и технологии, но они традиционно совершенно непрактичны для использования вне конкретных, обычно лабораторных, условий. Однако сверхпроводники при комнатной температуре в очень короткие сроки откроют множество невероятно захватывающих достижений.

Природа сверхпроводников с нулевым сопротивлением позволила бы нам революционизировать электрическую сеть, устранив потери за счет сопротивления материала. Это резко снижает глобальное потребление электроэнергии, значительно ускоряя достижение целей по доведению мира до нуля. Более того, он позволяет передавать энергию на большие расстояния, как никогда раньше. Это открыло бы доступ к проектам солнечных батарей в пустыне Сахара или к совместному использованию международной электрической сети в глобальном масштабе.

Сверхпроводники могут левитировать магниты. Это может быть использовано для разработки нового поколения транспортных средств на магнитной подушке, начиная с поездов. Это может привести к революции в недорогом, чрезвычайно скоростном транспорте, который навсегда изменит то, как мы все путешествуем. Это также может привести к созданию более эффективных электромобилей с большим запасом хода, которые заряжаются быстрее и служат дольше. В физике элементарных частиц сверхпроводники могли бы помочь в создании ускорителей частиц нового поколения без таких огромных затрат на электроэнергию и конструкционные материалы, которые требуются для традиционных конструкций.

В области вычислений сверхпроводники могут помочь в разработке квантовых компьютеров нового поколения , помогая нам немного дольше поддерживать действие закона Мура и добиваясь больших успехов в таких областях, как разработка искусственного интеллекта. В медицине сверхпроводники могут открыть доступ к более компактным, дешевым и эффективным аппаратам МРТ.

Это только верхушка айсберга. Сверхпроводники при комнатной температуре — это такая фантастическая технология, что, если бы они были действительно достижимы, несомненно, нам еще предстоит открыть бесчисленное множество неизвестных преимуществ.

Что теперь?

А пока ждем. Документы были опубликованы в середине июля 2023 года, поэтому на момент написания этой статьи они еще очень свежие. Не существует экспертной оценки, подтверждающей их выводы, но многие люди и организации по всему миру пытаются подтвердить или опровергнуть свои утверждения. К счастью, нам, возможно, не придется долго ждать, чтобы услышать о том, что кто-то еще добился того, о чем он заявляет.

Ключевой вывод из статьи — и повод для дальнейшего волнения тех, кто хочет воспроизвести то, что в ней утверждается, — заключается в том, что команда в Сеуле не только предположительно создала сверхпроводники при комнатной температуре, но и сделала это с помощью относительно простой технологии. Это не простой процесс, на создание материала уходят дни работы, но он не требует большого количества специального оборудования и, по-видимому, может быть создан при относительно низких температурах для такого рода исследований.

Это должно означать, что это явление может быть повторено большим количеством организаций по всему миру. Теперь мы ждем, чтобы увидеть, если они могут, и делают.