Acest fenomen pe care l-ați văzut aici pentru un scurt moment se numește levitație cuantică și blocare cuantică. Iar obiectul care a levitat aici se numește supraconductor. Superconductivitatea este o stare cuantică a materiei și apare doar sub o anumită temperatură critică.

almog

Acum acesta este un fenomen destul de vechi; A fost descoperit acum 100 de ani. Cu toate acestea, abia recent, datorită mai multor progrese tehnologice, am putut demonstra levitația cuantică și blocarea cuantică.

Deci supraconductorul este determinat de două proprietăți. Prima este o rezistență electrică zero, iar a doua este expulzarea unui câmp magnetic din interiorul supraconductorului. Sună complicat, nu-i așa? Dar care este rezistența electrică? Și astfel electricitatea este fluxul de electroni dintr-un material. Și acești electroni, pe măsură ce se mișcă, se ciocnesc cu atomii și, în aceste coliziuni, pierd o anumită cantitate de energie. Și eliberează această energie sub formă de căldură și tu știi acest efect. Cu toate acestea, nu există coliziuni în supraconductor, deci nu există disipare de energie.

Acest lucru este destul de remarcabil. Gandeste-te la asta. În fizica clasică există întotdeauna o anumită frecare, o pierdere de energie. Dar nu aici, pentru că acesta este efectul cuantic. Dar asta nu este tot, deoarece supraconductoarelor nu le plac câmpurile magnetice. Deci, supraconductorul va încerca să expulzeze câmpul magnetic din interior și există mijloace pentru a face acest lucru prin circuitul curent. Acum combinația celor două efecte - expulzarea câmpurilor magnetice și rezistența electrică zero este exact un supraconductor.

Dar imaginea nu este întotdeauna perfectă, după cum știm cu toții, și uneori părți ale câmpului magnetic rămân în interiorul firului. Acum, în condițiile adecvate pe care le avem aici, aceste părți ale câmpului magnetic pot fi prinse în interiorul firului. Și aceste părți ale câmpului magnetic din interiorul firului, vin în cantități separate. De ce? Pentru că acesta este un fenomen cuantic. Aceasta este fizica cuantică. Și se dovedește că se comportă ca niște particule cuantice.

În acest film aici puteți vedea cum merg discret unul câte unul. Acestea sunt părți ale unui câmp magnetic. Nu sunt particule, dar se comportă ca niște particule. De aceea, numim acest efect levitație cuantică și blocare cuantică.

Dar ce se întâmplă cu supraconductorul când îl introducem într-un câmp magnetic? Ei bine, prima parte a câmpului magnetic este lăsată în interior, dar acum supraconductorului nu îi place mișcarea, deoarece mișcarea lor disipă energia, ceea ce întrerupe starea supraconductoare. Deci, ceea ce face de fapt este blocarea acelor părți numite fluxoni și blochează acei fluxoni în loc. Făcând acest lucru, el se blochează de fapt în loc. De ce? Deoarece fiecare mișcare a supraconductorului își va schimba locația, le va schimba configurația.

Deci obținem o blocare cuantică. Și permiteți-mi să vă arăt cum funcționează acest lucru. Am aici un astfel de supraconductor, pe care l-am înfășurat astfel încât să rămână suficient de rece. Și când îl pune pe un magnet obișnuit, acesta rămâne blocat în aer.

Acum aceasta nu este doar levitație. Nu este doar respingere. Pot rearanja fluxonii și vor fi blocați în această nouă configurație. Astfel, fie îl mutăm ușor spre dreapta, fie spre stânga. Și deci aceasta este blocarea cuantică - blocarea tridimensională a supraconductorului. Desigur, îl pot răsturna și va rămâne blocat.

Acum, când înțelegem că această așa-numită levitație este de fapt blocantă, da, înțelegem asta. Nu veți fi surprinși să auziți că dacă iau acest magnet circular, în care câmpul magnetic este același peste tot, supraconductorul va putea să se rotească liber în jurul axei magnetului. De ce? Deoarece în timp ce se rotește, blocarea este menținută. Vezi? Pot regla și pot roti supraconductorul. Avem mișcare fără frecare. Încă levitează, dar se poate deplasa liber în jur.

Deci, avem o blocare cuantică și o putem levita peste acest magnet. Dar câte fluxoni, câte fibre magnetice sunt într-un disc ca acesta? Ei bine, putem calcula și se dovedește destul de mult. O sută de miliarde de particule ale câmpului magnetic din acest disc de trei inci.

Dar asta nu este încă marea parte, pentru că încă nu ți-am spus nimic. Și da, partea uimitoare este că acest supraconductor pe care îl vedeți aici are o grosime de doar o jumătate de microni. Acest lucru este extrem de subțire. Iar acest strat extrem de subțire poate levita de peste 70.000 de ori greutatea sa. Acesta este un efect remarcabil. Acest lucru este foarte puternic.

Acum pot extinde acest magnet circular și pot crea orice câmp doresc. De exemplu, pot face o șină circulară mare aici. Când plasați discul supraconductor pe această șină, acesta se mișcă liber.

Din nou, asta nu este tot. Îi pot regla poziția și îl pot roti, iar el se mișcă liber în această nouă poziție. Și pot încerca chiar ceva nou; să încercăm pentru prima dată. Pot să iau acest disc și să-l pun aici și, atâta timp cât rămâne aici - nu se mișcă - voi încerca să întorc pista și, sperăm, dacă o fac bine, va rămâne în aer.

Vedeți, aceasta este blocarea cuantică, nu levitația. Acum, lăsându-l să se învârtă un pic mai mult, permiteți-mi să vă spun ceva mai mult despre superconductori. Acum - (râsete) - Știm acum că suntem capabili să transferăm o cantitate uriașă de energie în supraconductori, astfel încât să le putem folosi pentru a produce câmpuri magnetice puternice, cum ar fi cele necesare mașinilor RMN, acceleratoarelor de particule și așa mai departe. de asemenea, putem stoca energie folosind supraconductori, deoarece nu avem distrageri.

Și putem, de asemenea, să producem cabluri de alimentare, să transferăm cantități uriașe de energie între centrale. Imaginați-vă că puteți face o copie de rezervă a unei singure centrale cu un singur cablu supraconductor. Dar care este viitorul levitației cuantice și al blocării cuantice? Ei bine, lasă-mă să răspund la această întrebare simplă cu un exemplu. Imaginați-vă că aveți un disc similar cu cel pe care îl am aici în mână, cu un diametru de trei centimetri, cu o diferență. Stratul supraconductor, în loc să fie jumătate de micron subțire, este subțire de doi milimetri, destul de subțire. Acest strat supraconductor subțire de doi milimetri poate ține în mână 1000 de kilograme, o mașină mică. Necrezut. mulțumesc.