Dal Nulla al Tutto
Quando l'elettricità è condotta attraverso una sorta di mezzo, la sua forza è solitamente diminuita in qualche modo dal conduttore. Questo è noto come resistenza elettrica - e per gli oltre 100 anni che abbiamo giocato con l'elettricità, abbiamo dovuto fare i conti con la resistenza. Condurre elettricità con resistenza zero - superconduttività - È praticamente impossibile al momento. Quindi il fatto che gli scienziati del Regno Unito abbiano recentemente svelato un mistero chiave dietro questo fenomeno è un passo cruciale verso la rivoluzione di come sfruttiamo l'elettricità per alimentare tutte le cose che sono importanti per il nostro modo di vivere moderno.
Facciamo rallentare qui per un momento. Senza la resistenza elettrica, potremmo progettare reti elettriche che funzionano in modo incredibilmente efficiente, al di là dei nostri sogni più sfrenati. Creiamo anche treni a levitazione super veloce, generatori elettrici con peso e volume inferiori, nuove forme di accumulo di energia e molto altro.
Il problema: la superconduttività è possibile solo a temperature estremamente basse. E con questo intendo lo zero assoluto. Solo a questa temperatura gli elettroni possono essere accoppiati per consentire una conduttività elettrica quasi perfetta.
Creare un ambiente zero assoluto, tuttavia, è follemente poco pratico. Molti ricercatori stanno cercando di far accadere la superconduttività a temperature più elevate, ma hanno avuto un successo molto limitato. Il problema più grande è che è molto difficile studiare cosa succede a così piccola scala ea temperature così basse.
Il nuovo studio, scritto da scienziati dell'Università di Waterloo e pubblicato in Scienza, fa luce su alcuni degli schemi che si verificano durante la superconduttività ad alta temperatura. Il team ha utilizzato una tecnica abbastanza nuova chiamata "diffusione dei raggi X" per osservare il comportamento degli elettroni superconduttori alle alte temperature.
In breve, i ricercatori hanno scoperto che certi tipi di superconduttori ad alta temperatura sono caratterizzati dalla nematologia degli elettroni - dove le nuvole di elettroni si muovono in un ordine allineato e direzionale.
Ora, è giusto precisare che ci sono poche informazioni sui dati così come stanno le cose adesso. Il team di Waterloo e altri scienziati avranno bisogno di tempo per analizzare le prove in modo da aiutare a spiegare perché la superconduttività si verifica a temperature superiori allo zero assoluto e perché non supera una certa soglia. Ma la chiave sembra essere nemica. Se gli scienziati sono in grado di fabbricare artificialmente la nematologia degli elettroni a temperature più calde, probabilmente avranno scoperto la svolta che rende possibile la superconduttività.
E questo sarebbe praticamente il più importante progresso tecnologico sin dal primo momento iniziato usando l'elettricità.
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