Боаз Алмог "левитира" свръхпроводник
-
0:10 - 0:14Това явление, което видяхте тук за кратък момент
-
0:14 - 0:20се нарича квантова левитация и квантово заключване.
-
0:20 - 0:24И обектът, който левитираше тук
-
0:24 - 0:26се нарича свръхпроводник.
-
0:26 - 0:32Свръхпроводимостта е квантово състояние на материята,
-
0:32 - 0:36и се среща само под определена критична температура.
-
0:36 - 0:39Сега това е доста старо явление;
-
0:39 - 0:40Открито е преди 100 години.
-
0:40 - 0:42Обаче, едва наскоро,
-
0:42 - 0:45поради няколко технологични напредъка,
-
0:45 - 0:47сме способни да ви демонстрираме
-
0:47 - 0:51квантова левитация и квантово заключване.
-
0:51 - 0:57Така че свръхпроводникът се определя от две свойства.
-
0:57 - 1:01Първото е нулево електрическо съпротивление,
-
1:01 - 1:07а второто е експулсирането на магнитно поле от вътрешността на свръхпроводника.
-
1:07 - 1:10Това звучи сложно, нали?
-
1:10 - 1:13Но какво е електрическото съпротивление?
-
1:13 - 1:19И така електричеството е потока от електрони в даден материал.
-
1:19 - 1:23И тези електрони, докато се движат,
-
1:23 - 1:25те се сблъскват с атомите, и в тези сблъсквания
-
1:25 - 1:28те губят определено количество енергия.
-
1:28 - 1:33И те отделят тази енергия във формата на топлина, и вие знаете този ефект.
-
1:33 - 1:39Въпреки това в свръхпроводника няма никакви колизии,
-
1:39 - 1:44така че няма никакво разсейване на енергия.
-
1:44 - 1:47Това е доста забележително. Помислете за това.
-
1:47 - 1:52В класическата физика винаги има някакво триене, загуба на някои енергии.
-
1:52 - 1:56Но не тук, защото това е квантовия ефект.
-
1:56 - 2:05Но това не е всичко, защото свръхпроводниците не харесват магнитни полета.
-
2:05 - 2:09Така че свръхпроводникът ще се опита да изгони магнитното поле отвътре,
-
2:09 - 2:15и има средства да направи това чрез кръговрата на токове.
-
2:15 - 2:18Сега комбинацията от двата ефекта -
-
2:18 - 2:24експулсирането на магнитните полета и нулевото електрическо съпротивление
-
2:24 - 2:27е точно свръхпроводник.
-
2:27 - 2:32Но картината не е винаги перфектна, както всички знаем,
-
2:32 - 2:39и понякога части от магнитното поле остават вътре в проводника.
-
2:39 - 2:43Сега при подходящи условия, които имаме тук,
-
2:43 - 2:48тези части на магнитното поле могат да бъдат хванати вътре в проводника.
-
2:48 - 2:54И тези части на магнитното поле вътре в проводника,
-
2:54 - 2:57те идват в отделни количества.
-
2:57 - 3:00Защо? Тъй като това е квантов феномен. Това е квантова физика.
-
3:00 - 3:04И се оказва, че те се държат като квантови частици.
-
3:04 - 3:10В този филм тук можете да видите как те преминават дискретно един по един.
-
3:10 - 3:14Това са части на магнитно поле. Те не са частици,
-
3:14 - 3:18но те се държат като частици.
-
3:18 - 3:22Така че ето защо ние наричаме този ефект квантова левитация и квантово заключване.
-
3:22 - 3:28Но какво става със свръхпроводника когато го поставим вътре в магнитно поле?
-
3:28 - 3:33Ами първо част от магнитното поле е останало вътре
-
3:33 - 3:37но сега свръхпроводникът не харесва движението им,
-
3:37 - 3:40защото техните движения разсейват енергия,
-
3:40 - 3:43което прекъсва свръхпроводимото състояние.
-
3:43 - 3:48Така че това което всъщност прави, е че блокира тези части,
-
3:48 - 3:53които се наричат флуксони и той блокира тези флуксони на място.
-
3:53 - 4:00Извършвайки това, той в действителност заключва самия себе си на място.
-
4:00 - 4:09Защо? Тъй като всяко движение на свръхпроводника ще промени мястото им,
-
4:09 - 4:11ще промени конфигурацията им.
-
4:11 - 4:16Така че получаваме квантово заключване. И нека да ви покажа как става това.
-
4:16 - 4:22Имам тук такъв свръхпроводник, който опаковах, така че да остане студен достатъчно дълго.
-
4:22 - 4:26И когато го поставя върху редовен магнит,
-
4:26 - 4:30Той просто остава заключен във въздуха.
-
4:30 - 4:34(Аплодисменти)
-
4:34 - 4:38Сега това не е просто левитация. Не е просто отблъскване.
-
4:38 - 4:43Мога да пренаредя флуксоните, и то ще бъде заключено в тази нова конфигурация.
-
4:43 - 4:47Като това, или го преместваме леко надясно или наляво.
-
4:47 - 4:55И така това е квантовото-действително заключване - триизмерно блокиране на свръхпроводника.
-
4:55 - 4:57Разбира се мога да го обърна с главата надолу,
-
4:57 - 5:00и ще остане заключен.
-
5:00 - 5:09Сега, като разбираме, че тази така наречена левитация действително е блокиране,
-
5:09 - 5:14да, разбираме това.
-
5:14 - 5:18Няма да бъдете изненадани да чуете, че ако взема този кръгов магнит,
-
5:18 - 5:22в който магнитното поле е същото навсякъде,
-
5:22 - 5:28свръхпроводникът ще може свободно да се върти около оста на магнита.
-
5:28 - 5:34Защо? Тъй като, докато той се върти, заключването се поддържа.
-
5:34 - 5:40Виждате ли? Мога да коригирам и мога да въртя свръхпроводника.
-
5:40 - 5:47Имаме движение без търкане. Той все още левитира, но може да се мести свободно наоколо.
-
5:47 - 5:56Така че имаме квантово заключване и можем да го левитираме над този магнит.
-
5:56 - 6:02Но колко флуксони, колко магнитни нишки са в един диск като този?
-
6:02 - 6:05Ами можме да изчислим, и се оказва, доста.
-
6:05 - 6:13Сто милиарда частици на магнитното поле в този диск от три инча.
-
6:13 - 6:17Но това не е страхотната част още, защото все още не съм ви казал нещо.
-
6:17 - 6:22И да, невероятната част е, че този свръхпроводник, който виждате тук
-
6:22 - 6:30е само половин микрон дебел. Това е изключително тънко.
-
6:30 - 6:39И този изключително тънък слой може да левитира повече от 70 000 пъти теглото си.
-
6:39 - 6:45Това е забележителен ефект. Това е много силно.
-
6:45 - 6:49Сега мога да разширя този кръгов магнит,
-
6:49 - 6:54и да създам каквото поле си поискам.
-
6:54 - 6:58Например мога да направя голяма кръгова релса тук.
-
6:58 - 7:05Когато поставя свръхпроводящия диск върху тази релса,
-
7:05 - 7:09той се движи свободно.
-
7:09 - 7:18(Аплодисменти)
-
7:18 - 7:23И отново, това не е всичко. Мога да коригирам позицията му така, както и да го завъртя,
-
7:23 - 7:29и той свободно се премества в това ново положение.
-
7:29 - 7:34И дори мога да опитам ново нещо; нека да го опитаме за първи път.
-
7:34 - 7:40Мога да взема този диск и да го поставя тук,
-
7:40 - 7:43и докато той остава тук - не се премества -
-
7:43 - 7:49ще се опитам да завъртя коловоза,
-
7:49 - 7:51и да се надяваме, ако го направих правилно,
-
7:51 - 7:54той ще остане във въздуха.
-
7:54 - 8:03(Аплодисменти)
-
8:03 - 8:10Вие виждате, това е квантово заключване, не левитация.
-
8:10 - 8:14Сега, докато го оставя да се върти още малко,
-
8:14 - 8:18Нека да ви разкажа малко повече за свръхпроводниците.
-
8:18 - 8:23Сега - (смях) -
-
8:23 - 8:30Ссега знаем, че сме в състояние да прехвърлим огромно количество енергия в свръхпроводниците,
-
8:30 - 8:35така че да можем да ги използваме, за да се получат силни магнитни полета,
-
8:35 - 8:41като необходимите за ЯМР машините, ускорителите на частици и т. н.
-
8:41 - 8:45Но ние също можем да съхраняваме енергия, използвайки свръхпроводниците,
-
8:45 - 8:47защото нямаме разсейване.
-
8:47 - 8:54И ние също можем да произвеждаме силови кабели, да прехвърляме огромни количества енергия между електроцентрали.
-
8:54 - 9:03Представете си, да можете да архивирате единична електроцентрала с един свръхпроводящ кабел.
-
9:03 - 9:08Но какво е бъдещето на квантовата левитация и квантовото заключване?
-
9:08 - 9:15Ами нека да отговоря на този прост въпрос с пример.
-
9:15 - 9:21Представете си, че имате диск, подобен на този, който имам тук в ръката си,
-
9:21 - 9:25три инча в диаметър, с една разлика.
-
9:25 - 9:30Свръхпроводящият слой, вместо да е половин микрон тънък,
-
9:30 - 9:33е два милиметра тънък, доста тънък.
-
9:33 - 9:44Този два милиметъра тънък свръхпроводящ слой може да държи 1000 килограма, малък автомобил, в ръката ми.
-
9:44 - 9:47Невероятно. Благодаря ви.
-
9:47 - 10:03(Аплодисменти)
- Title:
- Боаз Алмог "левитира" свръхпроводник
- Speaker:
- Boaz Almog
- Description:
-
Как може един супер-тънък, три-инчов диск да левитира 70,000 пъти собственото си тегло? Във впечатляваща, футуристична демонстрация, Боаз Алмог показва как един феномен, известен като квантово заключване позволява свръхпроводников диск да плава над магнитна релса - напълно без триене и с нулева загуба на енергия.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 10:25
Darina Stoyanova approved Bulgarian subtitles for The levitating superconductor | ||
Yavor Ivanov accepted Bulgarian subtitles for The levitating superconductor | ||
Yavor Ivanov edited Bulgarian subtitles for The levitating superconductor | ||
Darina Stoyanova edited Bulgarian subtitles for The levitating superconductor | ||
Darina Stoyanova added a translation |