+
Fysiikka

Suprajohde-teoriassa voi olla puutteita

Suprajohde-teoriassa voi olla puutteita

Suprajohtavuus on materiaalin kvanttitila, jossa virran virtaukselle ei esitetä vastusta. Tämän ominaisuuden tärkein teoria on ollut, että kun materiaali laitetaan tähän tilaan, suprajohde kuluttaa nolla energiaa ja varastoi sitä hyvin pitkään loukkuun jääneeksi magneettikentäksi (TFM). Leivänpaahtimet kuluttavat suuria määriä sähköenergiaa, ja muuntavat sen lämmön sisällä olevien metalliosien vastuksen kautta. Tämä on samanlainen kuin suprajohteiden toiminta, mutta täsmälleen päinvastoin. Suprajohteet eivät tarjoa mitään vastustuskykyä virralle, ja siksi ne varastoivat sisäisiä magneettikenttiä.

Houstonin yliopiston fyysikkojen uusi tutkimus on ensimmäinen johtopäätös havainnosta, joka on suoraan ristiriidassa edellisen teorian kanssa suprajohtavuusfysiikan suhteen, joka tunnetaan nimellä Beanin kriittinen tilamalli. Osa suprajohteiden rajoituksista on tällä hetkellä se, että niiden käyttämiseksi käytännön sovelluksissa materiaalit on usein jäähdytettävä ja käytettävä suuria määriä magneettista energiaa. Nämä uudet havainnot viittaavat siihen, että suprajohtavuudella voi olla tällä hetkellä tuntemattomia ominaisuuksia, jotka johtavat tekniikan käytännön sovelluksiin.

Loukkuun jääneet magneettikentät tai TFM: t ovat tärkein liikkeellepaneva voima suprajohteiden käytössä. Jos olet nähnyt videoita esineestä, joka näennäisesti kelluu ja liikkuu, lukittuaan samalla paikalleen, tämä on seurausta suprajohtavuudesta ja loukkuun jääneistä magneettikentistä. Vaikka tällaisen tapahtuman fysiikka on uskomattoman viileä, se vie paljon energiaa loukkuun jääneen magneettikentän luomiseksi suprajohteisiin, joten sitä ei muuten voida soveltaa yleiseen, käytännön käyttöön Phys.orgin mukaan.

[Kuvan lähde: Wikimedia]

Nykyinen malli, Beanin malli, viittaa siihen, että koska magneettikentät kohdistuvat suprajohteeseen, se vie 3,2 kertaa enemmän syöttötehoa kuten TFM tuottaisi. Tämän energiansiirron oletettiin aiemmin olevan tasainen ja tasainen, vie aikaa ja huomattavia energiamääriä. Tämä ei tietenkään tee TFM: istä hyötyä nykyaikaisessa teollisuudessa, mutta uudet tutkimukset ovat havainneet, että energiansiirto ei todellakaan ole tasaista, vaan pikemminkin hyppää hyvin nopeasti vastauksena pieniin syöksyihin. Parasta tässä on se, että fyysikot pystyivät hallitsemaan näitä nousuja ja saavuttamaan 1: 1: n hyötysuhteen suprajohtavassa TFM-energiansiirrossa.

Joten jos olet päässyt niin pitkälle tässä uskomattoman monimutkaisessa artikkelissa, saatat miettiä, mikä tämän merkitys on. Luultavasti tiedät, että magneetteja käytetään moottoreissa ja generaattoreissa, ja magneettiin varastoitavan tehon lisääminen voi tarkoittaa paljon nykyaikaisten moottoreiden koon ja tuotoksen suhteen. Jos otat moottorin, jolla on annettu vääntömomentti, ja vaihdat kaikki sisällä olevat magneetit TFM: iin, niin näet Vääntömomentti kasvaa 3,2 kertaa samassa äänenvoimakkuudessa. Samoin voidaan saavuttaa sama määrä vääntömomenttia kuin tavallisessa magneettimoottorissa 10 kertaa vähemmän tilaa, verrattain. Tämä tarkoittaa pienempiä moottoreita, joilla on korkeampi teho, ja se voi mullistaa magneettiset sovellukset modernissa elektroniikassa.

Uusi kyky luoda TFM: itä suprajohteissa tarkoittaa, että kustannukset ovat laskeneet merkittävästi, ja lisätutkimusten avulla maailma voi nähdä tämän tieteen käytännön sovelluksia hyvin pian.

[Kuvan lähde: Wikimedia]

Tässä on hauska asia, löydön takana olevat fyysikot tietävät, että heidän löytönsä parantavat radikaalisti laajaa valikoimaa magneettisia laitteita, mutta he eivät tiedä miksi tai miten se toimii. He ovat löytäneet tämän uuden ilmiön, joka saattaa mullistaa modernit suprajohdesovellukset, mutta heillä ei ole aavistustakaan siitä, mihin tai miten löydetyt toiminnot toimivat. Jos fysiikka on sinun juttusi ja haluat kokeilla ja ymmärtää lisää tästä uudesta tutkimuksesta, voit lukea aihetta koskevan tieteellisen asiakirjan täältä.

KATSO MYÖS: Suprajohtavuus: Maglevin aamu


Katso video: Kokemuspuheenvuoro tuetun työllistymisen palvelusta, Rasmus Ellenberg, Autismin talvipäivät 2020 (Tammikuu 2021).