'Sveti gral' fizike: Ovo otkriće bi moglo promijeniti i mobitele, vozove, elektrane...

Američki fizičari sa Univerziteta u Rochesteru objavili su prije nekoliko dana da su razvili supravodič koji vodi električnu struju bez imalo otpora na sobnoj temperaturu što je neka vrsta 'Svetog grala' moderne fizike.

Potvrde li ovo otkriće i fizičari u ostalim laboratorijima diljem svijeta, to bi moglo transformirati gotovo svaku tehnologiju koja koristi električnu energiju, pružajući nove perspektive za naše mobitele, magnetske levitirajuće vozove i buduće fuzijske elektrane, piše Jutarnji list.

Novi materijal sastoji se od metala lutecija iz skupine rijetke zemlje, vodika i dušika, a studija o njemu objavljena je u srijedu u vodećem svjetskom naučnom časopisu Nature.

Trending

Objavljen snimak "dječije igre" u Sarajevu, komentari: "Manje pucalo u ratu"

"Ovo je početak nove vrste materijala koji je koristan za praktične primjene", rekao je Ranga P. Dias, profesor mašinstva i fizike na Univerzitetu Rochester u New Yorku i voditelj studije u Natureu u utorak navečer na sastanku Američkog fizikalnog društva u Las Vegasu.

Zanimanje za Diasovo predavanje bilo je toliko veliko da su zaštitari 15 minuta prije prezentacije morali intervenirati i zaustaviti ulaz znatiželjnika u prepunu dvoranu. Dok su neki naučnici najavu otkrića dočekali s entuzijazmom, drugi su daleko oprezniji, ukazujući na kontroverznu povijest Diasove istraživačke skupine koja je 2020. godine, također u Natureu objavila otkriće obećavajućeg, ali manje praktičan supravodljivi materijala No, taj je rad povučen nakon što su drugi naučnici doveli u pitanje neke od objavljenih podataka.

"Ostvarivanje supravodljivosti na sobnoj temperaturi je 'Sveti gral' fizike materijala, no kod mnogih naučnika iz tog područja postoji skepsa da ćemo to ikad postići. Od 2015. godine počinje značajan proboj u istraživanju supravodljivosti u spojevima baziranim na vodiku i opažena je supravodljivost skoro do sobne temperature, ali pri nevjerojatnim tlakovima koji iznose stotine gigapaskala, zbog čega ta otkrića ne mogu imati primjenu u svakodnevnom životu, a a to je glavni razlog zašto želimo postići supravodljivost na sobnoj temperaturi", rekao nam je dr. Emil Tafra, vanredni profesor na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF) u Zagrebu.

"Autori članka objavljenog prije nekoliko dana tvrde da su opazili supravodljivost u nešto drugačijem spoju vodika, na sobnoj temperaturi, i dalje pod visokom tlakom, ali značajno nižim od onih prethodnih. No oni su to opazili samo u dijelu uzoraka, a procedura koju su primijenili je bila takva da tek predstoji istražiti točan sastav tog spoja. Zbog toga je u ovom trenutku prerano tvrditi je li se dogodilo epohalno otkriće, potrebno je da to potvrde druge, nezavisne istraživačke grupe, potrebno je daljnje detaljno istraživanje takvih spojeva i neka eventualna primjena je u ovom trenutku jako daleko", dodao je Emil Tafra.

Supravodljivost je stanje pri kojemu materijal vodi električnu energiju bez imalo otpora. Taj je fenomen otkrio nizozemski fizičar Heike Kamerlingh Onnes koji je 1911. godine spoznao da električni otpor žive na temperaturi od minus 269 Celzijevih stupnjeva iznenada pada na nulu. Drugim riječima, živa na toj temperaturi postaje idealan vodič, supravodič ili supervodič.

Za to je otkriće Kamerlingh Onnes 1913. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku. Osim kod žive, fenomen supravodljivosti manifestira se kod još nekih metala, ali samo na ekstremno niskim temperaturama, blizu apsolutne nule (minus 273,15 Celzijevih stepeni). Postizanje tako niskih temperatura moguće je pomoću tekućeg helija koji je jako skup. Klasični supravodiči danas se najčešće primjenjuju za postizanje visokih magnetskih polja bez kojih ne bi radio nijedan uređaj za magnetsku rezonanciju u bolnicama, ali isto tako bez njih ne bi radili ubrzivači čestica u CERN-u ili fuzijski reaktori (ITER). Također, između Osake i Tokija napravljena je supravodljiva željeznička veza kojom prometuje Maglev, tip brzog voza Shinkansen.

Decenijama su naučnici tragali za materijalima koji u supravodljivo stanje prelaze na višoj temperaturi, a onda je 1986. godine došlo do revolucionarnog prodora. Istraživači iz IBM-ova laboratorija u Zürichu, Alex Müller i Georg Bednorz, otkrili su da neke legure slične keramici (sastavljene od lantana, barija, bakra I kisika) postaju supravodljive na minus 238 Celzijevih stepeni. Za to su otkriće nagrađeni Nobelovom nagradom za fiziku 1987., a te je godine otkriven i keramički materijal koji u supravodljivo stanje prelazi na oko minus 180 Celzijevih stupnjeva.

No, glavni problem u primjeni visokotemperaturnih supravodiča leži u njihovoj krtosti jer su keramički pa je teško izraditi žice koje se lako savijaju, za razliku od klasičnih supravodiča koji su kovni metali. Ipak, nekoliko dalekovoda u svijetu izrađeno je od visokotemperaturnih supravodiča koji su hlađeni tekućim dušikom, primjerice na Long Islandu, u Essenu, St. Peterburgu te u Japanu, Južnoj Koreji i Kini.