Nauka

Ten materiał może zmienić świat. Czym jest "Reddmatter"?

Jakub Szczęsny
Ten materiał może zmienić świat. Czym jest "Reddmatter"?
15

Naukowcy znaleźli nowy materiał, który może istotnie wpłynąć na wszystko, co związane jest z szeroko pojętą elektroniką, czy wytwarzaniem energii. Chodzi o Reddmatter, substancję mającą cechy nadprzewodnika, która składa się z wodoru, azotu i lutetu, który staje się nadprzewodzący w temperaturze zaledwie 69 stopni Fahrenheita i ciśnieniu 1 gigapaskala.

To prawie 10 000 razy więcej niż ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Ziemi, ale nadal jest to znacznie niższe ciśnienie niż w jakimkolwiek innym znanym. 69 st. Fahrenheita to około 20,6 stopnia Celsjusza: zatem temperatura całkiem osiągalna jak na nasze warunki. Dodatkowo, Reddmatter jest znacznie bardziej osiągalny, jak chodzi o jego wytwarzanie: w czasopiśmie naukowym "Nature" badacze opisują, w jaki sposób połączyli trzy składniki. Wykorzystano dwa diamentowe kowadła, które ściskają wyżej wymienione składniki w warunkach bardzo dużego ciśnienia. Jeżeli kolejne eksperymenty zakończą się powodzeniem, może być to wstęp do ekscytującego świata nadprzewodnictwa w zastosowaniach konsumenckich.

Do czego może się przydać taki materiał?

Naukowcy twierdzą, że dzięki temu może się udać stworzyć takie sieci elektryczne, w których będzie możliwe przesyłanie do 200 milionów megawatogodzin bez strat. Ale nie tylko, bo z Reddmatter możliwe będzie stworzenie lewitujących pociągów o bardzo dużych prędkościach, bardziej przystępnych maszyn do obrazowania w zastosowaniach medycznych. Nadprzewodniki może wykorzystać także tokamak: naukowcy wykorzystują tam silne pola magnetyczne do ograniczania plazmy w celu osiągnięcia stabilnej fuzji jądrowej.

Czym jest nadprzewodnictwo?

Nadprzewodnictwo to jedno z najbardziej fascynujących zjawisk fizycznych, które zostało odkryte w XX wieku. Choć zjawisko to jest dość skomplikowane, w uproszczeniu polega na tym, że niektóre materiały, przy odpowiedniej temperaturze, tracą całkowicie opór elektryczny. W praktyce oznacza to, że prąd elektryczny może płynąć przez takie materiały bez strat energii, co ma wiele praktycznych zastosowań.

Pierwsze nadprzewodniki odkryto już w 1911 roku, jednak były to materiały, które musiały być schładzane do temperatury bliskiej zera absolutnego, czyli -273 stopni Celsjusza. Dopiero w 1986 roku naukowcy odkryli nadprzewodniki, które zachowują się w warunkach łatwiejszych do osiągnięcia, czyli przy temperaturze powyżej -150 stopni Celsjusza. Odkrycie to otworzyło drogę do wielu praktycznych zastosowań, takich jak lepsze generatory i motory, szybsze procesory komputerowe czy bardziej efektywne linie przesyłowe prądu. Jednym z najważniejszych odkryć dotyczących nadprzewodnictwa było zjawisko Meissnera, które opisuje, co się dzieje, gdy nadprzewodnik zostaje wystawiony na działanie pola magnetycznego. Otóż wtedy nadprzewodnik zaczyna działać jak doskonały magnes, a pola magnetyczne zaczynają się odpychać. Dzięki temu można skonstruować urządzenia, takie jak silniki, generatory czy hamulce magnetyczne, które wykorzystują to zjawisko.

Współczesne nadprzewodniki są wykonane z różnych materiałów, ale wszystkie posiadają pewne cechy charakterystyczne. Po pierwsze, muszą być schładzane do odpowiedniej temperatury, aby stracić opór elektryczny. Po drugie, mają specjalną strukturę krystaliczną, która umożliwia przepływ prądu bez oporu. Najpopularniejszym materiałem stosowanym w nadprzewodnikach jest tlenek miedziowy, który może osiągnąć nadprzewodnictwo już przy -135 stopniach Celsjusza. Nadprzewodnictwo ma wiele zastosowań w różnych dziedzinach, od energetyki po medycynę. W energetyce nadprzewodniki wykorzystuje się do budowy bardziej efektywnych i wydajnych linii przesyłowych prądu.

Jednym z ciekawszych zastosowań nadprzewodnictwa jest technologia Maglev, która polega na wykorzystaniu sił magnetycznych do utrzymywania pociągów w powietrzu. Dzięki temu pociągi mogą poruszać się bez tarcia z ziemią, co umożliwia osiąganie znacznie większych prędkości niż tradycyjne pociągi. Reddmatter, jako materiał mogący być nadprzewodnikiem w bardziej osiągalnych dla nas warunkach, otwiera dla nas ogromne możliwości i trzymajmy kciuki za naukowców.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu