Кардинально новый подход – вибрационный
Верите ли вы в приметы, читатель? Американский инженер Сальватор Паис, имя которого происходит от латинского salvator, что переводится как «спаситель», опубликовал научную статью о методе получения сверхпроводимости при комнатной температуре. Если описанная в статье физика не подведёт, человечеству откроется путь спасения от энергетического кризиса и от других глобальных напастей.
Статья называется «Эффект сверхпроводимости при комнатной температуре для гибридных аэрокосмических/подводных кораблей» (Room Temperature Superconducting System for use on a Hybrid Aerospace-Undersea Craft). Чтобы ознакомиться с ней в оригинале, щёлкните здесь. Заявка автора на применение идеи в космосе, в воздухе и под водой – не бахвальство, а отражение общей атмосферы, которая царит в Космических силах и ВМФ США, где он зарабатывает себе кусок хлеба. Кстати, Сальватор Паис прославился тем, что подал через ВМС США ряд потенциально революционных патентов на изобретения, начиная от невероятного летательного аппарата, способного перемещаться, воздействуя на пространственно-временной континуум (варп-двигатель), и революционного устройства для плазменного ядерного синтеза, и заканчивая генератором электромагнитного поля колоссальной силы. Однако ближе к делу.
Изобретатель в своей статье описал композитный провод, который можно с помощью высокочастотных вибраций перевести в сверхпроводящее состояние. В отличие от неимоверно высокого давления (в алмазных тисках), предлагаемого другими исследователями, и от криогенных температур, возбуждение вибраций гораздо практичнее. Особенно в электрогенераторах и электродвигателях, которые имеют небольшие размеры.
Вибрации провода можно возбуждать механически или же электрически, если композитный материал будет иметь слой пьезоэлектрика и дополнительный проводящий слой. Важно выстроить электромеханический контур с высокой добротностью и достичь в нём резонанса. Тогда, как пишет Паис, на границе между изолятором и покрывающим его тонким проводником проявится эффект сверхпроводимости.
На пальцах идею можно объяснить так. В криогенных сверхпроводниках хаотическое тепловое движение атомов или молекул подавляется, а потому на первый план могут выйти такие тонкие эффекты, как объединение электронов в куперовские пары. Однако для подавления хаоса не обязательно захолаживать материал, можно придать ему упорядоченное движение, которое приведёт к согласованию колебаний атомов (молекул) в кристаллической решётке. Это выглядит примерно так.
И если движение электронов тоже будет упорядочено (когерентно) по отношению к приложенной частоте, они не будут натыкаться на колеблющиеся атомы кристаллической решётки проводника, а потому не будут терять энергию. Электрическое сопротивление провода упадёт до нуля. Подробнее и точнее об этом – в статье Сальватора Паиса.
Автор заявляет, что создание вибрационной сверхпроводимости эквивалентно манипуляции с квантовым вакуумом. Высокая добротность сверхпроводящего колебательного контура, доходящая до десяти в девятой степени, помогает преодолеть порог Швингера, чтобы «вскипятить» вакуум. И здесь важно получить когерентные колебания энергии на макроуровне, которые дадут квантовые же макроэффекты. А что такое колебания энергии? Это колебания массы, манипуляция инерцией, движение без отбрасывания реактивной массы. Вот откуда в научной работе словечки про летательные аппараты, способные перемещаться под водой, в воздухе и в космосе.
Российский физик Виктор Лахно развил идеи Сальватора Паиса и предложил теоретические объяснения, от которых Паис пришёл в восторг. Суть в том, что внутри сверхпроводников в результате движения электронов возникают особые квазичастицы – поляроны. На границе диэлектрика и проводника формируется подобие конденсата Бозе – Эйнштейна. Эта квантовая субстанция ведёт себя как один гигантский атом, «размазанный» на огромной площади.
Раньше учёные считали, что двумерные аналоги конденсата Бозе – Эйнштейна в принципе не могут существовать. Однако несколько лет назад российские физики-теоретики, в том числе Виктор Лахно, показали, что подобные структуры могут образовываться внутри высокотемпературных сверхпроводников.
«Биполяроны в сверхпроводниках обладают крайне необычными свойствами. Они ведут себя как волны, а не как частицы, которые можно локализовать в конкретных точках пространства, образуют конденсат Бозе – Эйнштейна. Биполяроны давно пытались связать со сверхпроводимостью, однако считали невозможными при высоких температурах, – рассказал Виктор Лахно. – Наша теория показывает, что это возможно для делокализованных квазичастиц, способных двигаться по всему кристаллу и сохраняющих стабильность не только при низких температурах». Теория подсказала дополнительные способы перевода плёночных структур в сверхпроводящее состояние, такие как пульсирующее магнитное поле.
Другие наши статьи для «чайников» вы найдёте, щёлкнув здесь, здесь и здесь.
Теги: новый подход к сверхпроводимости при комнатной температуре, резонансные колебания вместо криогенного насоса, вибрационный сверхпроводник, технологии гиперновизны, прорывные разработки для энергетики и транспорта, долгожданный прорыв в физике не за горами.
______________________________
Спасибо за ваши комментарии и лайки. Нам важно, что вы нас читаете.