1
00:00:09,752 --> 00:00:14,070
Het fenomeen dat je hier even zag,

2
00:00:14,070 --> 00:00:20,459
heet kwantumlevitatie en kwantumlocking.

3
00:00:20,459 --> 00:00:24,348
Het object dat zweefde

4
00:00:24,348 --> 00:00:26,349
heet een supergeleider.

5
00:00:26,349 --> 00:00:31,941
Supergeleiding is een kwantumstatus van de materie

6
00:00:31,941 --> 00:00:36,198
die enkel onder een bepaalde temperatuur voorkomt.

7
00:00:36,198 --> 00:00:38,544
Het fenomeen bestaat allang.

8
00:00:38,544 --> 00:00:40,310
Het werd 100 jaar geleden ontdekt.

9
00:00:40,310 --> 00:00:42,436
Maar pas sinds kort,

10
00:00:42,436 --> 00:00:44,798
dankzij nieuwe technologieën,

11
00:00:44,798 --> 00:00:47,470
kunnen we een demonstratie geven

12
00:00:47,470 --> 00:00:51,216
van kwantumlevitatie en kwantumlocking.

13
00:00:51,216 --> 00:00:57,061
Een supergeleider heeft twee typische kenmerken.

14
00:00:57,061 --> 00:01:00,517
Eén: de elektrische weerstand is nul.

15
00:01:00,517 --> 00:01:07,406
Twee: de binnenkant van de supergeleider 
stoot een magnetisch veld af.

16
00:01:07,406 --> 00:01:10,301
Klinkt ingewikkeld, niet?

17
00:01:10,301 --> 00:01:13,173
Wat is elektrische weerstand?

18
00:01:13,173 --> 00:01:19,422
Elektriciteit is de beweging van elektronen in materiaal.

19
00:01:19,422 --> 00:01:22,771
Terwijl elektronen bewegen,

20
00:01:22,771 --> 00:01:25,459
botsen ze met atomen.

21
00:01:25,459 --> 00:01:27,675
Daarbij verliezen ze energie.

22
00:01:27,675 --> 00:01:33,276
Die verliezen ze als warmte. 
Dat effect ken je.

23
00:01:33,276 --> 00:01:39,195
Maar in een supergeleider zijn er geen botsingen.

24
00:01:39,195 --> 00:01:43,887
Dus is er geen energieverlies.

25
00:01:43,887 --> 00:01:46,868
Dat is merkwaardig. 
Even nadenken.

26
00:01:46,868 --> 00:01:51,947
In de klassieke fysica is er altijd 
wrijving en energieverlies.

27
00:01:51,947 --> 00:01:55,985
Hier niet, want het is een kwantumeffect.

28
00:01:56,016 --> 00:02:04,702
Bovendien houden supergeleiders niet 
van magnetische velden.

29
00:02:04,702 --> 00:02:09,019
Een supergeleider zal het magnetische veld willen afstoten.

30
00:02:09,019 --> 00:02:15,142
Dat kan door stroom te doen circuleren.

31
00:02:15,142 --> 00:02:18,132
De combinatie van de twee effecten --

32
00:02:18,132 --> 00:02:24,132
de afstoting van magnetische velden 
en elektrische weerstand nul --

33
00:02:24,132 --> 00:02:27,300
is nu net een supergeleider.

34
00:02:27,300 --> 00:02:31,516
Het plaatje is niet altijd perfect.

35
00:02:31,516 --> 00:02:38,901
Soms blijven er strengen magnetisch veld 
in de supergeleider.

36
00:02:38,901 --> 00:02:42,555
In goede omstandigheden, zoals hier,

37
00:02:42,555 --> 00:02:47,645
kunnen die vastgehouden worden in een supergeleider.

38
00:02:47,645 --> 00:02:53,902
Die strengen magnetisch veld in de supergeleider

39
00:02:53,902 --> 00:02:56,747
komen voor in discrete hoeveelheden.

40
00:02:56,747 --> 00:03:00,393
Omdat het een kwantumfenomeen is, kwantumfysica.

41
00:03:00,393 --> 00:03:04,243
Blijkt dat ze zich als kwantumdeeltjes gedragen.

42
00:03:04,243 --> 00:03:09,822
In dit filmpje zie je hoe ze één voor één discreet bewegen.

43
00:03:09,822 --> 00:03:13,715
Dit zijn strengen magnetisch veld. 
Het zijn geen deeltjes,

44
00:03:13,715 --> 00:03:18,010
maar ze gedragen zich als deeltjes.

45
00:03:18,010 --> 00:03:22,204
Daarom noemen we dit 
kwantumlevitatie en kwantumlocking.

46
00:03:22,204 --> 00:03:28,267
Wat gebeurt er als we de supergeleider 
in een magnetisch veld zetten?

47
00:03:28,267 --> 00:03:32,852
Eerst zijn er strengen magnetisch veld binnenin.

48
00:03:32,852 --> 00:03:36,972
De supergeleider houdt er niet van dat die bewegen,

49
00:03:36,972 --> 00:03:40,420
omdat beweging tot energieverlies leidt,

50
00:03:40,420 --> 00:03:43,366
wat de staat van supergeleiding verbreekt.

51
00:03:43,366 --> 00:03:47,724
Dus pint hij de strengen vast,

52
00:03:47,724 --> 00:03:53,476
die fluxons heten, en pint de fluxons vast.

53
00:03:53,476 --> 00:03:59,764
Daardoor pint hij zichzelf vast.

54
00:03:59,764 --> 00:04:08,980
Omdat elke beweging van de supergeleider 
hun paats wijzigt,

55
00:04:08,980 --> 00:04:10,787
hun configuratie.

56
00:04:10,787 --> 00:04:16,084
Vandaar de kwantumlocking. 
Ik toon even hoe dat werkt.

57
00:04:16,084 --> 00:04:21,844
Dit is een supergeleider, 
ingepakt om lang genoeg koud te blijven.

58
00:04:21,844 --> 00:04:26,308
Als ik die bovenop een gewone magneet plaats,

59
00:04:26,308 --> 00:04:30,180
blijft die in de lucht vastgepind.

60
00:04:30,180 --> 00:04:34,245
(Applaus)

61
00:04:34,245 --> 00:04:38,291
Dit is niet gewoon zweven of afstoten.

62
00:04:38,291 --> 00:04:43,412
Ik kan de fluxons herschikken 
en hem in de nieuwe configuratie vastpinnen.

63
00:04:43,412 --> 00:04:47,436
Zo, of iets naar rechts of links bewegen.

64
00:04:47,436 --> 00:04:55,187
Dit is kwantumlocking – 
driedimensionaal vastpinnen van de supergeleider.

65
00:04:55,187 --> 00:04:57,347
Ik kan hem op zijn kop zetten.

66
00:04:57,347 --> 00:05:00,253
Hij blijft vastgepind.

67
00:05:00,253 --> 00:05:09,475
We begrijpen nu dat zweven eigenlijk vastpinnen is.

68
00:05:09,475 --> 00:05:13,789
Dat begrijpen we.

69
00:05:13,789 --> 00:05:18,051
Het zal je niet verbazen dat bij deze cirkelmagneet,

70
00:05:18,051 --> 00:05:22,019
waar het magnetisch veld overal eender is,

71
00:05:22,019 --> 00:05:27,955
de supergeleider vrij 
om de as van de magneet zal roteren.

72
00:05:27,955 --> 00:05:33,979
Dat komt omdat hij vastgepind blijft terwijl hij roteert.

73
00:05:33,979 --> 00:05:40,005
Ik kan de supergeleider aanpassen en roteren.

74
00:05:40,005 --> 00:05:46,667
Beweging zonder wrijving. 
Hij zweeft nog maar kan vrij rondbewegen.

75
00:05:46,667 --> 00:05:55,947
Er is kwantumlocking. 
We doen hem boven deze magneet zweven.

76
00:05:55,947 --> 00:06:02,443
Hoeveel fluxons of magnetische strengen 
zitten er in deze ene schijf?

77
00:06:02,443 --> 00:06:05,324
Dat kunnen we berekenen. Het zijn er veel.

78
00:06:05,324 --> 00:06:12,692
Deze schijf van 7,5 cm bevat 
100 miljard strengen magnetisch veld.

79
00:06:12,692 --> 00:06:16,796
Dat is nog niet het verbluffende stuk. Er is meer.

80
00:06:16,796 --> 00:06:22,412
Het verbluffende is dat deze supergeleider

81
00:06:22,412 --> 00:06:29,937
maar een halve micron dik is. 
Hij is flinterdun.

82
00:06:29,937 --> 00:06:39,499
Deze flinterdunne laag 
kan 70.000 keer haar eigen gewicht doen zweven.

83
00:06:39,499 --> 00:06:45,332
Het is een opmerkelijk effect. 
Het is zeer sterk.

84
00:06:45,332 --> 00:06:48,909
Ik kan deze cirkelmagneet uitbreiden

85
00:06:48,909 --> 00:06:53,690
en elke gewenste baan maken.

86
00:06:53,690 --> 00:06:57,619
Ik kan hier een grote cirkelbaan maken.

87
00:06:57,619 --> 00:07:04,502
Als ik de supergeleider op die baan plaats,

88
00:07:04,502 --> 00:07:08,611
beweegt die vrij.

89
00:07:08,611 --> 00:07:17,992
(Applaus)

90
00:07:17,992 --> 00:07:22,733
Dat is niet alles. 
Ik kan de positie aanpassen, roteren,

91
00:07:22,733 --> 00:07:29,174
en hij beweegt vrij in de nieuwe positie.

92
00:07:29,174 --> 00:07:33,612
Ik kan iets nieuws uitproberen. 
Dit is een première.

93
00:07:33,612 --> 00:07:39,556
Ik neem deze schijf en zet ze hier.

94
00:07:39,556 --> 00:07:42,540
Terwijl ze hier blijft -- niet bewegen --

95
00:07:42,540 --> 00:07:49,098
probeer ik de baan te roteren.

96
00:07:49,098 --> 00:07:51,397
Als ik het goed gedaan heb,

97
00:07:51,397 --> 00:07:53,540
blijft ze hangen.

98
00:07:53,540 --> 00:08:02,989
(Applaus)

99
00:08:02,989 --> 00:08:09,830
Je ziet dat het kwantumlocking is, 
niet kwantumlevitatie.

100
00:08:09,830 --> 00:08:13,965
Ik laat het hier nog wat draaien.

101
00:08:13,965 --> 00:08:17,668
Intussen vertel ik wat over supergeleiders.

102
00:08:17,668 --> 00:08:23,214
Nu -- (Gelach) --

103
00:08:23,214 --> 00:08:30,237
We weten dat we enorme hoeveelheden stroom 
in supergeleiders kunnen transfereren.

104
00:08:30,237 --> 00:08:35,460
Die kunnen we gebruiken 
om sterke magnetische velden te maken,

105
00:08:35,460 --> 00:08:40,646
zoals voor MRI-machines, deeltjesversnellers en zo.

106
00:08:40,646 --> 00:08:45,206
We kunnen ook energie opslaan met supergeleiders

107
00:08:45,206 --> 00:08:47,095
omdat er geen verlies is.

108
00:08:47,095 --> 00:08:54,277
We kunnen kabels maken om enorme hoeveelheden stroom 
tussen krachtcentrales te transfereren.

109
00:08:54,277 --> 00:09:03,283
Stel je voor: een backup voor een krachtcentrale 
met één supergeleidingskabel.

110
00:09:03,283 --> 00:09:07,759
Wat is de toekomst van kwantumlevitatie en kwantumlocking?

111
00:09:07,759 --> 00:09:14,898
Ik beantwoord deze simpele vraag met een voorbeeld.

112
00:09:14,898 --> 00:09:21,311
Stel je een schijf zoals deze in mijn hand voor,

113
00:09:21,311 --> 00:09:25,190
7,5 cm diameter, met één verschil.

114
00:09:25,190 --> 00:09:30,375
In plaats van een halve micron 
is de supergeleidingslaag

115
00:09:30,375 --> 00:09:33,463
twee millimeter dik. 
Echt dun.

116
00:09:33,463 --> 00:09:44,198
Deze supergeleidingslaag van twee mm
kan een ton, een kleine auto, dragen.

117
00:09:44,198 --> 00:09:47,494
Verbluffend. Dankuwel.

118
00:09:47,494 --> 00:10:02,574
(Applaus)