Fizika

U teoriji superprovodnika mogu postojati nedostaci

U teoriji superprovodnika mogu postojati nedostaci

Superprovodljivost je kvantno stanje materijala pri kojem nije prikazan otpor protoku struje. Glavna teorija koja stoji iza ovog svojstva bila je da, kad se materijal stavi u ovo stanje, supravodič troši nultu energiju i vrlo dugo je skladišti kao zarobljeno magnetsko polje (TFM). Tosteri uzimaju velike količine električne energije, a kroz otpor metalnih niti koji se pretvaraju u toplinu. Ovo je slično načinu na koji rade superprovodnici, ali upravo suprotno. Superprovodnici ne pružaju apsolutno nikakav otpor struji i zbog toga čuvaju unutrašnja magnetna polja.

Novo istraživanje fizičara sa Univerziteta u Houstonu prvo je zaključilo otkriće koje je direktno u suprotnosti s prethodnom teorijom u vezi sa fizikom superprovodljivosti, poznatom kao Beanov model kritičnog stanja. Dio ograničenja za superprovodnike trenutno je taj da se materijali često trebaju prehladiti i primijeniti velike količine magnetske energije da bi se mogli koristiti u praktičnoj primjeni. Ova nova otkrića sugeriraju da možda postoje svojstva superprovodljivosti koja su trenutno nepoznata i koja će dovesti do praktičnijih primjena tehnologije.

Zarobljena magnetna polja ili TFMs glavna su pokretačka snaga upotrebe superprovodnika. Ako ste vidjeli video zapise predmeta koji naizgled lebde i kreću se, sve vrijeme zaključan na mjestu, to je rezultat superprovodljivosti i zarobljenih magnetnih polja. Iako je fizika koja stoji iza takvog događaja nevjerovatno cool, potrebno je puno energije da bi se stvorilo zarobljeno magnetsko polje unutar superprovodnika, tako da je inače neprimjenjivo na opću, praktičnu upotrebu prema Phys.org.

[Izvor slike: Wikimedia]

Trenutni model, Beanov model, sugerira da bi, kako se magnetna polja primenjuju na superprovodnik, trebalo 3,2 puta veća ulazna snaga kao što bi TFM izlazio. Prije se pretpostavljalo da je taj prijenos energije stalan i stabilan, uzimajući vrijeme i značajne količine energije. To očito čini da TFM-ovi nisu korisni u modernoj industriji, ali novo istraživanje otkrilo je da prijenos energije zapravo nije stalan, već da vrlo brzo skače kao odgovor na manje prenaponske udare. Najbolji dio u ovome je taj što su fizičari mogli kontrolirati ove prenapone i postići efikasnost od 1: 1 u superprovodljivom TFM prijenosu energije.

Dakle, ako ste u ovom nevjerovatno složenom članku stigli toliko daleko, možda se pitate kakav je značaj ovoga. Vjerovatno znate da se magneti koriste u motorima i generatorima, a povećanje snage koja se može pohraniti u magnet može mnogo značiti za omjere veličine i izlaza za moderne motore. Ako biste uzeli motor sa izlaznim momentom i zamijenili sve magnete iznutra TFM-ima, tada biste vidjeli Povećanje obrtnog momenta za 3,2 puta u istom volumenu. Slično tome, moglo bi se postići isto toliko obrtnog momenta kao i uobičajeni magnetni motor 10 puta manje prostora, komparativno. To znači manje motore s većim izlaznim snagama i moglo bi revolucionirati magnetsku primjenu u modernoj elektronici.

Nova sposobnost stvaranja TFM-ova u superprovodnicima znači da je trošak znatno smanjen, a daljnjim istraživanjima svijet bi vrlo brzo mogao vidjeti praktične primjene ove nauke.

[Izvor slike: Wikimedia]

Evo smiješne stvari: fizičari koji stoje iza otkrića znaju da će njihovi nalazi drastično poboljšati širok spektar magnetnih uređaja, ali ne znaju zašto i kako to funkcionira. Otkrili su ovaj novi fenomen koji bi mogao revolucionirati moderne aplikacije supravodiča, ali nemaju pojma opseg ili način na koji funkcionira ono što su otkrili. Ako je fizika vaša stvar i želite probati i razumjeti više o ovom novom istraživanju, ovdje možete pročitati znanstveni rad na tu temu.

VIDI TAKOĐE: Superprovodljivost: Zora Magleva


Pogledajte video: Where are all the aliens? Stephen Webb (Januar 2022).