Boaz Almog faz um supercondutor "levitar".

Como é que pode um disco superfino, de 7,6 cm, levantar por meio de levitação algo 70.000 vezes seu próprio peso? Numa demonstração fascinante e futurística, Boaz Almog mostra como um fenômeno conhecido como "prisão quântica" permite que um disco supercondutor flutue sobre um trilho magnético completamente sem fricção e sem nenhuma perda de energia.

O fenômeno que vocês acabaram de ver aqui por um breve momento

se chama levitação quântica e prisão quântica.

E o objeto que levitava aqui

é chamado de supercondutor.

Supercondutividade é um estado quântico da matéria,

e ocorre apenas abaixo de uma certa temperatura crítica.

Bem, este é um fenômeno antigo.

Ele foi descoberto 100 anos atrás.

No entanto, só recentemente,

graças a diversos avanços tecnológicos,

agora somos capazes de demonstrar para vocês

a levitação quântica e a prisão quântica.

Bem, um supercondutor se define por duas propriedades.

A primeira é a resistência elétrica nula,

e a segunda é a expulsão do campo magnético do interior do supercondutor.

Parece complicado, não é mesmo?

Mas o que é resistência elétrica?

Bem, eletricidade é o fluxo de elétrons dentro de um material.

E esses elétrons, enquanto fluem,

colidem com os átomos e, nessas colisões,

perdem uma certa quantidade de energia.

E eles dissipam essa energia na forma de calor, e vocês conhecem esse efeito.

No entanto, dentro de um supercondutor não existem colisões,

logo, não há dissipação de energia.

É realmente impressionante. Pensem bem.

Na física clássica, existe sempre alguma fricção, alguma perda de energia.

Mas não aqui, porque se trata de um efeito quântico.

Mas isso não é tudo, pois supercondutores não gostam de campos magnéticos.

Por isso, um supercondutor vai tentar expulsar o campo magnético de seu interior,

e ele tem os meios para fazer isso através das correntes de blindagem.

Bem, a combinação de ambos os efeitos -

a expulsão de campos magnéticos e a resistência elétrica nula -

é exatamente o que define um supercondutor.

Mas o quadro não é sempre perfeito, como nós bem sabemos,

e algumas linhas do fluxo magnético continuam dentro do supercondutor.

Bem, em condições adequadas, as quais nós temos aqui,

essas linhas do fluxo magnético podem ficar presas dentro do supercondutor.

E essas linhas do fluxo magnético dentro do supercondutor

vêm em quantidades distintas.

Por quê? Porque é um fenômeno quântico. É física quântica.

E acontece que elas se comportam como partículas quânticas.

Neste vídeo aqui, vocês podem ver como elas flutuam uma a uma, separadamente.

Isso são linhas do fluxo magnético. Não são partículas,

mas se comportam como partículas.

Assim, esta é a razão pela qual chamamos este efeito de levitação quântica e da prisão quântica.

Mas o que acontece com o supercondutor quando o colocamos dentro de um campo magnético?

Bem, primeiramente, existem linhas do fluxo magnético que ficaram lá dentro,

mas acontece que o supercondutor não está nada satisfeito com elas se movimentando por ali,

pois seus movimentos dissipam energia,

o que quebra o estado de supercondutividade.

Então, o que ele faz, na verdade, é aprisionar essas linhas,

que são chamados de fluxons, e ele aprisiona esses fluxons no lugar.

E, ao fazer isso, o que ele realmente faz é aprisionar a si mesmo naquele espaço.

Por quê? Porque qualquer movimento do supercondutor vai mudar o lugar deles,

vai mudar a configuração deles.

Assim, nós temos a prisão quântica. Deixe-me mostrar a vocês como isso funciona.

Eu tenho aqui um supercondutor, que embrulhei de forma a mantê-lo frio por tempo suficiente.

Quando eu o coloco no topo de um ímã comum,

ele simplesmente fica preso no ar.

(Aplausos)

Agora, isto aqui não é simplesmente levitação. Não é apenas repulsão.

Eu posso rearranjar os fluxons e ele vai ficar preso nessa nova configuração.

Como esta, ou movê-lo ligeiramente para a direita ou para a esquerda.

Assim, esta prisão quântica - verdadeira prisão - prisão tridimensional do supercondutor.

É claro que eu posso virá-lo de cabeça para baixo,

e ele vai continuar preso.

Bom, agora que nós entendemos que o que é conhecido como levitação é, na verdade, prisão,

sim, nós entendemos disso.

vocês não vão se surpreender se eu pegar este ímã circular,

no qual o campo magnético é o mesmo por todo ele,

o supercondutor vai ser capaz de rodar livremente ao redor do eixo do ímã.

Por que? Porque, enquanto ele roda, a prisão é mantida.

Estão vendo? Eu posso ajustar e posso rodar o supercondutor.

Nós temos movimento sem fricção. Ainda está levitando, mas podemos mover livremente tudo ao redor.

Assim, temos a prisão quântica e podemos levitá-lo no topo deste ímã.

Mas quantos fluxons, quantas linhas do fluxo magnético existem num único disco como este?

Bem, nós podemos calcular, e verifica-se que são muitas.

Cem bilhões de linhas de fluxo magnético dentro deste disco de 7,62 cm.

Mas essa ainda não é a parte mais impressionante, porque existe algo que ainda não lhes contei.

Ah, sim, a parte mais impressionante é que este supercondutor que vocês veem aqui

tem apenas meio mícron de espessura. É extremamente fino.

E essa camada extremamente fina é capaz de levitar mais de 70.000 vezes seu próprio peso.

É um efeito impressionante. É muito forte.

Agora, eu posso estender este ímã circular,

e fazer qualquer caminho que queira.

Por exemplo, eu posso fazer um grande trilho circular aqui.

E quando eu coloco o disco supercondutor no topo deste trilho,

ele se move livremente.

(Aplausos).

E, mais uma vez, isso não é tudo. Eu posso ajustar sua posição assim, e rodar,

e ele se move livremente nessa nova posição.

E eu posso até mesmo tentar algo novo. Vamos tentar isso pela primeira vez.

Eu posso pegar este disco e colocá-lo aqui,

e enquanto ele fica aqui - não se mexa -

eu vou tentar rodar o trilho,

e espero que - se é que eu fiz tudo certo -

ele permanece suspenso.

(Aplausos)

Vejam, é prisão quântica, não é levitação.

Bem, enquanto eu deixo ele rodar um pouco mais,

deixem me falar um pouco mais sobre os supercondutores.

Bem - (Risos) -

Então agora nós sabemos que somos capazes de transferir quantidades enormes de corrente dentro dos supercondutores,

de modo a usá-los para produzir campos magnéticos fortes,

tais como os usados nos aparelhos de ressonância magnética, aceleradores de partículas e outros mais.

Mas nós também podemos armazenar energia usando supercondutores,

pois não temos dissipação aí.

Da mesma forma, nós poderíamos produzir cabos de força e transferir enormes quantidades de corrente entre centrais elétricas.

Imaginem poder alimentar uma única central elétrica com um único cabo supercondutor.

Mas, afinal, qual é o futuro da levitação quântica e da prisão quântica?

Bem, vou tentar responder a essa pergunta simples dando um exemplo.

Imaginem que vocês tenham um disco parecido com este que tenho aqui agora na minha mão -

7,6 cm de diâmetro -, com uma única diferença:

a camada supercondutora, em vez de ter meio mícron de espessura,

tem dois milímetros de espessura, bastante fina.

Esta camada supercondutora de dois milímetros de espessura pode segurar 1.000 quilos, um carro pequeno, na minha mão.

Impressionante. Obrigado.

(Aplausos)