Terra Quantum, een toonaangevend bedrijf op het gebied van kwantumtechnologie, heeft een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Quantum Technologies waarin de allereerste waarnemingen van kamer temperatuur supraconductiviteit worden gepresenteerd. Deze ontdekking heeft het potentieel om verschillende vakgebieden die afhankelijk zijn van supraconductiviteit te revolutioneren.
Supraconductiviteit, wat het stromen van elektrische stroom door geleiders zonder weerstand of vermogensverlies mogelijk maakt, werd voor het eerst ontdekt in 1911 door de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes. Zijn observatie dat de weerstand in een koperdraad verdwijnt wanneer deze wordt geplaatst in vloeibare helium bij een temperatuur van 4,2 K werd bekroond met de Nobelprijs voor Natuurkunde in 1913. De ontdekking van Kamerlingh Onnes opende een nieuw tijdperk in de menselijke geschiedenis.
Voor ongeveer dertig jaar begrepen wetenschappers dat supraconductiviteit, gekenmerkt door het Meissner effect, wat de totale verdrijving is van het magnetisch veld binnenin een supraconductor, een macroscopische kwantumtoestand is. Deze ontdekking stimuleerde de ontwikkeling van de kwantummechanica, wat de basis vormt van de huidige wetenschap en kennis van de natuur. Echter, modellen van supraconductiviteit voorspelden dat het moeilijk zou zijn om supraconductiviteit te realiseren boven een temperatuur van ongeveer 20 K.
Toen werd de ontdekking van “hoog-temperatuur supraconductiviteit” in 1986 door Georg Bednorz en Alex Müller (Nobelprijs in 1987), wat verwijst naar supraconductiviteit boven 77 K, gepresenteerd met nieuwe onopgeloste vraagstukken tot een recent onderzoek uitgevoerd door een team onder leiding van Professor Valeriia Vinokura, de Technisch Directeur bij Terra Quantum, samen met Cristina Diamantini (Universiteit van Perugia) en Carlo Trugenberger (SwissScientific Technologies).
Wetenschappers, onder leiding van Professor Vinokura en Professor Yakov Kopelevich, in samenwerking met onderzoekers van Universidade Estadual de Campinas, Universiteit van Perugia, en SwissScientific Technologies, hebben kamer temperatuur supraconductiviteit ontdekt. Wat ooit werd gezien als een fantastisch verhaal is nu werkelijkheid geworden.
“Ons werk vertegenwoordigt een experimentele ontdekking waar de mensheid op heeft gewacht sinds de eerste waarnemingen van supraconductiviteit in kwik ongeveer honderd jaar geleden,” zei Professor Valerii Vinokur.
“Deze ontdekking, gedaan door ons wetenschappelijk team in samenwerking met partners uit de wetenschap en industrie, opent de deuren naar spectaculaire vooruitgang in de supraconductiviteit technologie. Kamer temperatuur supraconductiviteit zal revolutionaire veranderingen mogelijk maken op verschillende gebieden,” aldus Markus Pflitsch, oprichter en CEO van Terra Quantum. “Stelt u zich eens in een energiegrid vrijwel zonder energieverliezen, wat de benadering van elektriciteitstransmissie zal veranderen. In de gezondheidszorg zullen nieuwe MRI-technologieën de diagnostische precisie verhogen. Transport zal profiteren van hoogwaardige, energiezuinige magnetische treinen die op hoge snelheid opereren. Elektronica zal een nieuw tijdperk van miniaturisatie en energie-efficiëntie ingaan.”
“Het opkomende veld van kwantumcomputing zal enorm profiteren, aangezien qubits die momenteel alleen werken bij 10-20 mK nu kunnen functioneren bij kamertemperatuur. Dus de dingen die ooit werden beschouwd als futuristische dromen zijn nu werkelijkheid geworden,” voegde Professor Vinokur eraan toe.
Pyrolytisch grafiet is een speciaal type grafiet. Het onderzoeksteam van Universidade Estadual de Campinas, onder leiding van Professor Kopelevich, gebruikte plakband om dit grafiet in dunne vellen te scheiden. Deze vellen waren bedekt met dicht op elkaar gepakte parallele plooien. De geometrie van deze plooien zorgt ervoor dat elektronen structuren vormen die de stroming van supraconductieve stroom langs de plooien mogelijk maken.
Het mechanisme dat leidt tot supraconductiviteit langs eendimensionale defecten is verklaard door C. A. Trugenberger, M. C. Diamantini en V. M. Vinokura. Fluctuaties in deze defecten kunnen worden beschreven met behulp van effectieve topologische velden die aantrekkelijke potentiële interacties tussen elektronen op de defectdruppels vergemakkelijken, wat leidt tot Bose-condensatie. De zeer kleine omvang van deze druppels resulteert in een zeer stabiele grondtoestand voor paren. De gecondenseerde druppels vormen effectieve Josephson-junctie-arrays op het grafietoppervlak, die bevriezen in een staat van topologische Bose-metaal, terwijl de geleidbaarheid aan de randen gecreëerd door de defecten behouden wordt. Deze defecten ervaren doorgaans kwantumsprongen, die dissipatie veroorzaken. Echter, vanwege de veel-dimensionale verbinding met het oppervlak en het volume van het grafiet, zijn de sprongen in fase alleen vortexpunten die langs het oppervlak stromen. De beweging van deze vortices wordt onderdrukt vanwege de zeer lage volumeweerstand, waardoor de dissipatie veroorzaakt door sprongen in fase verdwijnt. Op deze manier worden deze defecten supraconductief.
FAQ Sectie:
1. Wat is supraconductiviteit?
Supraconductiviteit is het vermogen om elektrische stroom door een materiaal te geleiden zonder weerstand of vermogensverlies.
2. Wie ontdekte supraconductiviteit?
Supraconductiviteit werd ontdekt door de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes in 1911.
3. Wat zijn de toepassingen van supraconductiviteit?
Supraconductiviteit heeft toepassingen in verschillende vakgebieden zoals energie, gezondheidszorg, transport en elektronica.
4. Wat is het Meissner effect?
Het Meissner effect is de volledige verdrijving van een magnetisch veld uit het binnenste van een supraconductor.
5. Wat is hoog-temperatuur supraconductiviteit?
Hoog-temperatuur supraconductiviteit verwijst naar supraconductiviteit die optreedt bij temperaturen hoger dan 77 K (Kelvin).
6. Wat zijn de mogelijke voordelen van het ontdekken van kamer temperatuur supraconductiviteit?
De ontdekking van kamer temperatuur supraconductiviteit heeft het potentieel om revolutionaire veranderingen teweeg te brengen in energie-, gezondheidszorg-, transport- en elektronicatechnologieën.
Definities:
Supraconductiviteit – Het vermogen om elektrische stroom door een materiaal te geleiden zonder weerstand of vermogensverlies.
Meissner effect – De volledige verdrijving van een magnetisch veld uit het binnenste van een supraconductor.
Hoog-temperatuur supraconductiviteit – Supraconductiviteit die optreedt bij temperaturen hoger dan 77 K.
Voorgestelde Links:
Terra Quantum – Officiële website van Terra Quantum.
Advanced Quantum Technologies – Tijdschrift waar het artikel is gepubliceerd.
Nobelprijs voor Natuurkunde in 1913 – Informatie over de Nobelprijs toegekend aan Heike Kamerlingh Onnes.
Universiteit van Perugia – Website van de Universiteit van Perugia.
Universidade Estadual de Campinas – Website van de Universidade Estadual de Campinas.
SwissScientific Technologies – Website van SwissScientific Technologies.
The source of the article is from the blog guambia.com.uy