Kas yra superlaidumas?

Superlaidumas yra puiki fizikos dalis, kuri naudojama daugeliui mūsų gyvenimo veiksnių. Jei mokslininkams pavyktų atrasti kambario temperatūros ir slėgio superlaidininką, tai pakeistų technologijas. Deja, tai pasirodė labai sudėtinga užduotis ir gali būti, kad tai visai neįmanoma.

Kas yra superlaidumas?

Elektros laidininkas yra medžiaga, galinti praleisti elektrą. Kiekviena medžiaga turi savo elektrinę varžą, kuri yra jos pasipriešinimo elektros srovės srautui matas. Medžiaga su dideliu atsparumu yra prastas laidininkas ir atvirkščiai.

Superlaidumas yra fizinis reiškinys, kai medžiagos elektrinė varža yra nulinė. Šioje būsenoje yra daug įdomių ir naudingų efektų. Superlaidininkas, neturintis varžos, reiškia, kad per jį galima praleisti elektros srovę neprarandant energijos ar jos nekaitinant. Tai leidžia puikiai perduoti ir saugoti energiją.

Superlaidininkai taip pat gali sukurti išskirtinai galingus magnetus, to pavyzdžių galima rasti MRT aparatuose ir dalelių greitintuvuose. Eksperimentai parodė, kad šių magnetų elektros srovės gali išlikti metų metus be jokio išmatuojamo stiprumo sumažėjimo. Tyrimai rodo, kad srovė išliks stabili mažiausiai 100 000 metų, o kai kuriais skaičiavimais prognozuojama, kad srovė gali išlikti ilgiau nei numatoma visatos gyvavimo trukmė.

Padėję virš magneto, superlaidininkai sudaro vienodą magnetinį lauką, kuris atstumia magnetą. Tai leidžia superlaidininkams puikiai levituoti virš arba po magnetu arba net palei magnetų takelį.

Superlaidumo reikalavimai

Medžiaga pradeda superlaidi tik žemiau tam tikros temperatūros, kai jos elektrinė varža staiga nukrenta iki nulio. Deja, visi žinomi superlaidininkai superlaidžiais tampa tik esant itin žemai temperatūrai. „Aukštos temperatūros“ superlaidininkas apibrėžiamas kaip medžiaga, kuri elgiasi kaip superlaidininkas aukštesnėje nei skysto azoto temperatūra (73K arba -200°C). Tiksli temperatūra, kuriai esant medžiagos elektrinė varža nukrenta iki nulio, vadinama „kritine temperatūra“.

Patarimas: ypač šalti fizikos elementai paprastai matuojami kelvinais (K). Vienas Kelvinas atitinka vieną Celsijaus laipsnį, tačiau Kelvino skalė prasideda nuo absoliutaus nulio arba -273,15 °C.

Aukščiausios temperatūros superlaidininkas, rastas 2020 m., yra Hg12Tl3Ba30Ca30Cu45O127, kurio kritinė temperatūra yra 138K arba -135°C esant vienai atmosferos slėgiui.

Temperatūra nėra vienintelis svarbus superlaidumo veiksnys, slėgis taip pat vaidina svarbų vaidmenį daugelyje superlaidininkų. Vandenilio sulfido (H2S) kritinė temperatūra yra tik 203 K (-70 ° C), o lantano dekahidrido (LAH10) kritinė temperatūra yra 250 K (-23 ° C). Deja, šios medžiagos turi būti neįtikėtinai aukšto slėgio, kad taptų superlaidžios: H2S reikia 986 923 atmosferų slėgio, o LaH10 – 1 677 770 atmosferų.

Patarimas: slėgis šioje skalėje paprastai matuojamas GPa arba Giga paskaliais, o skaičiai yra atitinkamai 100 GPa ir 170 GPa. Kad ši vertė būtų suprantamesnė, ji buvo konvertuota į atmosferas. Viena slėgio atmosfera yra vidutinis oro slėgis jūros lygyje Žemėje. Palyginimui, slėgis giliausiame Žemės vandenynų taške, Challenger Deep Marianos griovyje, yra 1071 atmosfera 10 994 metrų žemiau jūros lygio.

Galimas kambario temperatūros superlaidininkų panaudojimas ateityje

Terminas „kambario temperatūros superlaidininkas“ vartojamas kalbant apie galimas būsimas medžiagas, kurios turi superlaidumą aukštesnėje nei 273 K arba 0 °C temperatūroje. Kad šios medžiagos taptų ypač naudingos realiame pasaulyje, jos taip pat turi būti superlaidžios esant vienai atmosferos slėgiui arba šalia jos.

Kambario temperatūros superlaidininkas padėtų sumažinti pasaulio energetines problemas, nes beveik pašalintų elektros energijos praradimą tolimojo perdavimo elektros linijomis metu. Jie taip pat leistų greičiau kompiuterius ir atminties saugojimo įrenginius bei jautresnius mokslinius jutiklius. Būtų daug pigiau eksploatuoti ypač stiprius magnetus, naudojamus tokiuose įrenginiuose kaip dalelių greitintuvai, MRT mašinos, branduolių sintezės reaktorių prototipai ir maglevo traukiniai, nes magnetams nereikės skysto azoto, kad superlaidininkas veiktų pakankamai atvėsinti.


Leave a Comment

Kaip prijungti Windows 11 nešiojamąjį kompiuterį prie projekcinio ekrano/TV

Kaip prijungti Windows 11 nešiojamąjį kompiuterį prie projekcinio ekrano/TV

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte paprastą žingsnis po žingsnio procesą, kaip prijungti nešiojamąjį kompiuterį prie projekcinio ekrano ar TV naudojant Windows 11 ir Windows 10 operacines sistemas.

Kaip rasti spausdintuvo IP adresą

Kaip rasti spausdintuvo IP adresą

Ar sunku sužinoti, koks IP adresas naudojamas jūsų spausdintuvui? Mes parodysime, kaip tai padaryti.

3D Spausdinimo Pagrindai: Priežiūros Patarimai Jūsų 3D Spaudikliui

3D Spausdinimo Pagrindai: Priežiūros Patarimai Jūsų 3D Spaudikliui

Teisinga 3D spausdintuvų priežiūra yra labai svarbi, norint gauti geriausius rezultatus. Čia pateikiami keli svarbūs patarimai, kuriuos reikėtų atsiminti.

5 Priežastys, Kodėl Jūsų Nešiojamas Kompiuteris Perkaista

5 Priežastys, Kodėl Jūsų Nešiojamas Kompiuteris Perkaista

Sužinokite apie kai kurias galimas jūsų nešiojamojo kompiuterio perkaitimo priežastis, kartu su patarimais ir gudrybėmis, kaip išvengti šios problemos ir išlaikyti savo įrenginį šaltą.

3D Spausdinimo Pagrindai: Būtinas Priežiūros Patikrinimo Sąrašas

3D Spausdinimo Pagrindai: Būtinas Priežiūros Patikrinimo Sąrašas

Laikyti įrangą geros būklės yra būtina. Štai keletas naudingų patarimų, kaip išlaikyti savo 3D spausdintuvą puikios būklės.

Ką daryti, jei Powerbeats Pro neįsikrauna dėkle

Ką daryti, jei Powerbeats Pro neįsikrauna dėkle

Jei jūsų Powerbeats Pro neįsikrauna, naudokite kitą maitinimo šaltinį ir išvalykite ausines. Palikite dėklą atvirą, kol įkraunate ausines.

10 Geriausių NAS Saugojimo Įrenginių Namo ir Profesiniam Naudojimui

10 Geriausių NAS Saugojimo Įrenginių Namo ir Profesiniam Naudojimui

Ar ieškote NAS namuose ar biure, patikrinkite šį geriausių NAS saugojimo įrenginių sąrašą.

Canon Pixma MG5220: Nuskaitykite be rašalo

Canon Pixma MG5220: Nuskaitykite be rašalo

Kaip įgalinti nuskaitymą Canon Pixma MG5220, kai trūksta rašalo.

Kaip įdiegti SSD staliniuose ir nešiojamuose kompiuteriuose

Kaip įdiegti SSD staliniuose ir nešiojamuose kompiuteriuose

Ar ką tik įsigijote SSD ir norite atnaujinti vidinę savo kompiuterio atmintį, bet nežinote, kaip įdiegti SSD? Perskaitykite šį straipsnį dabar!

Kaip ištaisyti GeForce Now klaidos kodą 0xC272008F

Kaip ištaisyti GeForce Now klaidos kodą 0xC272008F

Jūs ruošiatės ilgam žaidimų vakarui, ir tai bus didelis vakaras – ką tik įsigijote "Star Wars Outlaws" GeForce Now transliacijų paslaugoje. Sužinokite vienintelį žinomą sprendimą, kaip ištaisyti GeForce Now klaidos kodą 0xC272008F, kad galėtumėte vėl pradėti žaisti Ubisoft žaidimus.