Boaz Almog hace “levitar" un superconductor
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0:10 - 0:14El fenómeno que vieron por unos momentos
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0:14 - 0:20se llama levitación cuántica o bloqueo cuántico.
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0:20 - 0:24Y el objeto que estaba levitando
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0:24 - 0:26se llama superconductor.
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0:26 - 0:32La superconductividad es un estado cuántico de la materia
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0:32 - 0:36y se da solo bajo ciertas temperaturas críticas.
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0:36 - 0:39Pero es un fenómeno bastante viejo;
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0:39 - 0:40fue descubierto hace 100 años.
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0:40 - 0:42Sin embargo, debido a varios
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0:42 - 0:45avances tecnológicos recientes,
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0:45 - 0:47ahora podemos mostrarles
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0:47 - 0:51la levitación y el bloqueo cuánticos.
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0:51 - 0:57Un superconductor está definido por dos propiedades.
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0:57 - 1:01La primera es la resistencia eléctrica nula
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1:01 - 1:07y la segunda es la expulsión de un campo magnético
desde el interior del superconductor. -
1:07 - 1:10Suena complicado, ¿verdad?
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1:10 - 1:13Pero, ¿qué es la resistencia eléctrica?
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1:13 - 1:19La electricidad es el flujo de electrones
por el interior de un material. -
1:19 - 1:23Y estos electrones, al fluir,
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1:23 - 1:25colisionan con los átomos y en estas colisiones
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1:25 - 1:28pierden una determinada cantidad de energía.
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1:28 - 1:33Disipan esta energía en forma de calor
y ya conocen ese efecto. -
1:33 - 1:39No obstante, en el interior de un superconductor no hay colisiones
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1:39 - 1:44y por ende no hay disipación de energía.
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1:44 - 1:47Es extraordinario. Piénsenlo.
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1:47 - 1:52En la física clásica siempre hay fricción
y se pierde algo de energía. -
1:52 - 1:56Pero aquí no, porque es un efecto cuántico.
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1:56 - 2:05Pero eso no es todo, porque a los superconductores
no les gustan los campos magnéticos. -
2:05 - 2:09Por eso un superconductor trata de expulsar
el campo magnético desde el interior -
2:09 - 2:15y lo hace mediante la circulación de corrientes.
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2:15 - 2:18La combinación de ambos efectos
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2:18 - 2:24-la expulsión de los campos magnéticos
y la resistencia eléctrica nula- -
2:24 - 2:27es precisamente un superconductor.
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2:27 - 2:32Pero no todo es perfecto, como sabemos,
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2:32 - 2:39y a veces quedan residuos de campo magnético
dentro del superconductor. -
2:39 - 2:43En las condiciones apropiadas, que aquí tenemos,
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2:43 - 2:48esos campos magnéticos pueden quedar atrapados en el superconductor.
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2:48 - 2:54Y estos campos del interior del superconductor
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2:54 - 2:57están en cantidades discretas.
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2:57 - 3:00¿Por qué? Porque es un fenómeno cuántico. Es física cuántica.
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3:00 - 3:04Y resulta que se comportan como partículas cuánticas.
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3:04 - 3:10En esta película pueden ver
cómo fluyen uno a uno, en forma discreta. -
3:10 - 3:14Estos son residuos de campo magnético. No son partículas,
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3:14 - 3:18pero se comportan como partículas.
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3:18 - 3:22Por esta razón el efecto se llama
levitación cuántica o bloqueo cuántico. -
3:22 - 3:28Pero, ¿qué le pasa al superconductor
cuando lo ponemos en de un campo magnético? -
3:28 - 3:33Bueno, primero hay residuos de campo magnético en el interior
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3:33 - 3:37pero ahora el superconductor no quiere que se muevan
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3:37 - 3:40porque sus movimientos disipan energía
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3:40 - 3:43y eso rompe el estado de superconductividad.
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3:43 - 3:48Entonces, bloquea esos cuantos de campo magnético,
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3:48 - 3:53denominados fluxones, y los bloquea en el lugar.
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3:53 - 4:00Y, al hacerlo, realmente se autobloquea.
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4:00 - 4:09¿Por qué? Porque cada movimiento
del superconductor cambiará su posición, -
4:09 - 4:11cambiará su configuración.
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4:11 - 4:16Así, obtenemos el bloqueo cuántico.
Les mostraré su funcionamiento. -
4:16 - 4:22Aquí tengo un superconductor,
que he envuelto para que permanezca frío bastante tiempo. -
4:22 - 4:26Y si lo coloco en la parte superior de un imán común
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4:26 - 4:30queda bloqueado en el aire.
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4:30 - 4:34(Aplausos)
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4:34 - 4:38Pero no es simple levitación.
Tampoco es sólo repulsión. -
4:38 - 4:43Reconfigurando los fluxones,
quedan bloqueados en esta nueva posición. -
4:43 - 4:47De esta manera, lo movemos a la izquierda o a la derecha.
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4:47 - 4:55Es un bloqueo cuántico, en realidad,
un bloqueo tridimensional del superconductor. -
4:55 - 4:57Claro, puedo darle vuelta,
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4:57 - 5:00y quedará bloqueado.
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5:00 - 5:09Ahora que ya entendimos que esta denominada
levitación en realidad es un bloqueo -
5:09 - 5:14-sí, lo entendemos-
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5:14 - 5:18no les sorprenderá saber que si tomo este imán circular,
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5:18 - 5:22que tiene un campo magnético uniforme,
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5:22 - 5:28el superconductor podrá rotar libremente por el eje del imán.
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5:28 - 5:34¿Por qué? Porque mientras rota, se mantiene el bloqueo.
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5:34 - 5:40¿Lo ven? Puedo ajustarlo y rotar el superconductor.
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5:40 - 5:47Tenemos un movimiento sin fricción.
Sigue levitando, pero puede moverse libremente. -
5:47 - 5:56Entonces, hay bloqueo cuántico
y levitación encima del imán. -
5:56 - 6:02Pero, ¿cuántos fluxones, cuántos cuantos
magnéticos hay en un disco como este? -
6:02 - 6:05Bueno, podemos calcularlo, y resultan ser muchos.
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6:05 - 6:13Cien mil millones de cuantos de campo magnético
dentro de este disco de casi 8 cm. -
6:13 - 6:17Y, sin embargo, eso no es lo sorprendente.
Hay algo que no les he contado todavía. -
6:17 - 6:22Y, sí, lo sorprendente es que
este superconductor que ven aquí -
6:22 - 6:30sólo tiene medio micrón de espesor.
Es extremadamente delgado. -
6:30 - 6:39Esta capa extremadamente delgada es capaz
de levitar más de 70 000 veces su propio peso. -
6:39 - 6:45Es un efecto notable. Es muy fuerte.
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6:45 - 6:49Ahora, puedo extender este imán circular,
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6:49 - 6:54y construir la pista que quiera.
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6:54 - 6:58Por ejemplo, puedo hacer un carril circular aquí.
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6:58 - 7:05Y cuando coloco el disco superconductor sobre este riel,
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7:05 - 7:09se mueve libremente.
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7:09 - 7:18(Aplausos)
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7:18 - 7:23Y, nuevamente, eso no es todo. Puedo ajustar su posición así, y rotarlo,
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7:23 - 7:29y se mueve libremente en esta nueva posición.
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7:29 - 7:34Y puedo probar algo más; intentémoslo por primera vez.
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7:34 - 7:40Puedo tomar este disco y ponerlo aquí,
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7:40 - 7:43y mientras está aquí -no te muevas-
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7:43 - 7:49trataré de rotar la pista
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7:49 - 7:51y, con suerte, si lo hice bien,
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7:51 - 7:54queda suspendido.
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7:54 - 8:03(Aplausos)
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8:03 - 8:10Ya ven, es bloqueo cuántico, no levitación.
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8:10 - 8:14Mientras hago que circule un poco más,
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8:14 - 8:18les contaré un poco más de los superconductores.
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8:18 - 8:23Ahora... (Risas)
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8:23 - 8:30Ahora que sabemos que podemos transferir
gran cantidad de corriente por los superconductores, -
8:30 - 8:35podemos usarlos para producir grandes campos magnéticos,
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8:35 - 8:41como los necesarios en los resonadores magnéticos, en aceleradores de partículas, etc.
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8:41 - 8:45Pero con los superconductores también se puede almacenar energía
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8:45 - 8:47porque no hay disipación.
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8:47 - 8:54Y también podríamos producir cables, transferir grandes cantidades de corriente entre centrales eléctricas.
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8:54 - 9:03Imaginen que pudieran respaldar una central eléctrica con un simple cable superconductor.
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9:03 - 9:08¿Cuál es el futuro de la levitación cuántica
y del bloqueo cuántico? -
9:08 - 9:15Responderé esta pregunta con un ejemplo.
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9:15 - 9:21Supongan que tienen un disco
como el que tengo aquí en mi mano, -
9:21 - 9:25de unos 8 cm de diámetro,
con una sencilla diferencia. -
9:25 - 9:30La capa superconductora, en vez de ser
de medio micrón de espesor, -
9:30 - 9:33es de dos milímetros, bastante delgada.
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9:33 - 9:44Esta capa superconductora de dos milímetros de espesor podría sostener una tonelada, un coche pequeńo, en mi mano.
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9:44 - 9:47Increíble. Gracias.
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9:47 - 10:03(Aplausos)
- Title:
- Boaz Almog hace “levitar" un superconductor
- Speaker:
- Boaz Almog
- Description:
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¿Cómo puede un disco súperdelgado de unos 8 cm, levitar algo así como 70 000 veces su propio peso? En una demostración fascinante y futurista, Boaz Almog muestra cómo un fenómeno conocido como bloqueo cuántico permite que un disco superconductor flote sobre un carril magnético… sin fricción ni pérdida de energía.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 10:25
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