Metal, w którym prąd płynie bez przeszkód

Czym jest nadprzewodnik i do czego się przydaje?

Kiedy pchacie prąd przez zwykły przewód, przewód trochę się opiera. Część energii zamienia się w ciepło. Ta część już nie robi tego, czego chcieliście. Tę walkę nazywamy oporem. Dlatego ładowarka robi się ciepła w dłoni.

Nadprzewodnik nie opiera się wcale. Ani trochę. Wcale.

Schłodźcie odpowiedni materiał dostatecznie mocno, a coś się przełączy. Prąd płynie wtedy przez niego, nie napotykając nic po drodze. Puśćcie prąd w kółko po pierścieniu z takiego materiału. Prąd krąży dalej sam, choć nikt go nie popycha.

Odpycha magnesy

Zbliżcie magnes do zimnego nadprzewodnika, a nadprzewodnik odepchnie go z powrotem.

Wytwarza własny magnetyzm, skierowany w drugą stronę. Dzięki temu pole magnesu nie może wejść do środka. Puśćcie magnes, a zawiśnie w powietrzu nad nadprzewodnikiem. Przez szczelinę widać na wylot. To jest właśnie zdjęcie z obrazka powyżej. Departament Energii Stanów Zjednoczonych wyjaśnia, co dzieje się w środku: DOE wyjaśnia nadprzewodnictwo (po angielsku).

Grawitacja nie została wyłączona pod tym unoszącym się magnesem. Ziemia ciągnie go w dół tak mocno jak zawsze. Pchnięcie od nadprzewodnika trzyma go do góry tak samo mocno.

Zimno to najtrudniejsza część

Każdy nadprzewodnik, jaki mamy, ma własną temperaturę. Sztuczka udaje mu się tylko poniżej niej. Wszystkie te temperatury są o wiele niższe niż w kuchennej zamrażarce. Dlatego chłodzi się je cieczami zimniejszymi niż cokolwiek, czego wolno wam dotykać.

Właśnie dlatego jest to zadanie dla laboratorium i dla przeszkolonych ludzi. To nie jest coś do sprawdzania na stole w domu. Wasza piłka i wasz ręcznik to ta część, którą możecie zrobić sami.

I jeszcze jedno, ważne. Nadprzewodnik nie wytwarza energii. To nie bateria. To nie magiczny silnik. Niesie to, co mu dacie, i nic po drodze nie marnuje. Niemarnowanie niczego to już bardzo dużo.

Co ludzie z nich budują

Szpitalne skanery. Wielka maszyna, która robi zdjęcie waszego wnętrza bez rozcinania, jest zbudowana wokół ogromnego magnesu. Ten magnes to zwój nadprzewodzącego przewodu. Zwykły zwój o takiej sile ugotowałby sam siebie.

Pociągi, które się unoszą. Niektóre pociągi jadą nad torem, zamiast po nim. Magnesy trzymają je w górze i pchają do przodu. Skoro koła niczego nie dotykają, nie ma stukotu ani tarcia.

Najlepsze wykrywacze magnesów, jakie istnieją. Nadprzewodzące pierścienie zauważają pola magnetyczne o wiele za słabe dla czegokolwiek innego. Nawet malutki magnetyczny szept bijącego serca.

Co zmieniłby ciepły nadprzewodnik

Naukowcy szukają materiału, który zrobi to bez zimna. Ludzie nazywają go nadprzewodnikiem w temperaturze pokojowej.

To nie byłaby nowa magia. To byłaby ta sama sztuczka, z której zniknęła trudna część. Żadnej lodowatej cieczy. Żadnych ciężkich urządzeń chłodzących. Żadnego rachunku za utrzymywanie zimna. Skanery mogłyby być mniejsze. Przewody mogłyby nieść prąd przez cały kraj i nic nie tracić.

Dlatego ludzie wciąż szukają, i szukają uważnie. Tutaj uwaga jest ważna. Materiał, któremu się uda, musi dokonać tego jeszcze raz, w cudzym laboratorium i w inny dzień.

Twoja kolej

Znajdźcie w domu trzy rzeczy, które grzeją się podczas pracy. Ładowarkę, lampę, laptopa. To ciepło to myto, które prąd płaci po drodze.

A potem zadajcie dobre pytanie. Gdybyście mogli znieść to myto, co zbudowalibyście najpierw?