Perché i superconduttori a temperatura ambiente sono così importanti | ENBLE

Importanza dei superconduttori a temperatura ambiente | ENBLE

Le superconduttori a temperatura ambiente sono il Santo Graal scientifico. Sono come la cattura del carbonio economicamente sostenibile, i motori a razzo nucleari o le reazioni di fusione energetica netta positiva. Sono qualcosa che dovrebbe essere realizzabile, pensiamo di poterlo fare, ma non ci siamo ancora arrivati, nonostante anni di sforzi. Tranne che, qualcuno sostiene di averlo fatto proprio.

Sono ancora i primi giorni. Questi sono solo articoli di ricerca e devono ancora essere valutati dai pari. Ma se si dimostrano veri, se è un fenomeno che può essere ripetuto e soprattutto nella modalità dichiarata dagli autori degli articoli, potremmo essere sull’orlo di una rivoluzione tecnologica che potrebbe influenzare tutto, dalle reti energetiche globali alla computazione quantistica.

Sciencecast / Q-Centre

Cos’è un superconduttore a temperatura ambiente?

I superconduttori sono materiali che possono condurre corrente elettrica senza alcuna resistenza. Mentre materiali come il rame e l’argento sono conduttori incredibilmente efficienti, anche loro offrono una certa resistenza che si trasforma in calore. Ciò significa che alla fine una corrente elettrica all’interno di un circuito si esaurisce. In un superconduttore, questo non accadrebbe. Teoricamente potresti caricare un circuito superconduttore con energia, quindi scollegare una fonte di alimentazione e quel circuito rimarrebbe alimentato fino a quando non venisse scaricato in qualche modo o perdesse il suo stato superconduttivo.

Questo ha molti utilizzi interessanti, ma il problema tradizionale dei superconduttori è che richiedono temperature estremamente basse e/o alte pressioni. Ciò richiede attrezzature speciali e molta energia costante per raggiungere tali stati, il che rende le capacità pratiche dei superconduttori tradizionali estremamente limitate.

I superconduttori a temperatura ambiente sono superconduttori che possono funzionare a temperatura ambiente. Potrebbe sembrare banale, ma è esattamente ciò che sembra. Creare un superconduttore senza la necessità di temperature o pressioni estreme sarebbe una scoperta di proporzioni stupefacenti.

Perché se ne parla adesso?

Sono stati pubblicati due nuovi articoli di ricerca da parte di un team sudcoreano presso il Quantum Energy Research Centre che sostiene di aver raggiunto non solo la superconduttività a temperatura ambiente, ma anche a pressione ambiente. Questo sarebbe un incredibile avanzamento nel campo, poiché uno dei migliori tentativi di ottenere un tale superconduttore fino ad oggi è stato a base di solfuro di idrogeno, che mostra superconduttività a una temperatura di -70 gradi centigradi con una pressione incomprensibile di 1,5 milioni di bar.

I ricercatori sostengono che la loro versione modificata di apatite di piombo lo ha fatto senza tutte queste condizioni. Questa è una notizia di grande importanza.

Ciò è sufficiente a far alzare le sopracciglia scettiche della comunità internazionale di fisici. E con buoni motivi. Questi articoli non sono ancora stati valutati dai pari e le affermazioni che fanno sono estreme.

Ma ci sono delle ragioni concrete per credere che questi articoli siano veri. Oltre alla posizione solida delle parti coinvolte, c’è il fatto che siano stati presentati due articoli. Il primo è stato presentato da Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon, mentre il secondo è stato presentato dagli stessi individui, ma con altri tre membri del loro team di ricerca inclusi come autori. Entrambi gli articoli fanno affermazioni altrettanto grandiose, ma il fatto che tre autori siano stati coinvolti nel primo è significativo.

Solo tre persone possono condividere un premio Nobel. Questi ricercatori pensano di essere su qualcosa, e potrebbero avere ragione.

Il team ha anche pubblicato un video che mostra il materiale – che hanno chiamato LK-99 – che levita sopra un magnete. Questo tipo di video non è insolito per molte istituzioni di ricerca e università, ma non si vede azoto liquido.

Ci sono molti fisici scettici che invitano alla cautela, però. Alcuni, evidenziati da PhysicsWorld, fanno notare che il video potrebbe essere stato realizzato senza la superconduttività e che ci sono alcune discrepanze nell’articolo. Non è sufficiente ignorare completamente i risultati, però, il che significa che il mondo scientifico sta aspettando con il fiato sospeso di scoprire quanto siano accurati questi articoli.

Se sono anche solo vicini a ciò che affermano, il mondo potrebbe essere sull’orlo di un vero cambiamento.

Cosa potrebbero fare i superconduttori a temperatura ambiente?

I superconduttori potrebbero essere utilizzati in molti modi per beneficiare l’umanità e far avanzare la scienza e la tecnologia a passi da gigante, ma tradizionalmente sono completamente impraticabili per l’uso al di fuori di condizioni specifiche, tipicamente di laboratorio. I superconduttori a temperatura ambiente, tuttavia, aprirebbero una serie di incredibili progressi in tempi molto brevi.

La natura a resistenza zero dei superconduttori ci permetterebbe di rivoluzionare la rete elettrica, eliminando gli sprechi dovuti alla resistenza dei materiali. Ciò ridurrebbe drasticamente il consumo globale di elettricità, accelerando notevolmente l’obiettivo di portare il mondo a emissioni zero. Meglio ancora, consentirebbe la trasmissione a lunga distanza di energia come mai prima d’ora. Sbloccarebbe progetti di pannelli solari nel deserto del Sahara o la condivisione di reti elettriche internazionali su scala globale.

I superconduttori possono far levitare magneti. Ciò potrebbe essere utilizzato per sviluppare una nuova generazione di veicoli a levitazione magnetica, a partire dai treni. Ciò potrebbe portare a una rivoluzione nel trasporto ad altissima velocità a basso costo, che potrebbe cambiare il modo in cui tutti viaggiamo, per sempre. Potrebbe anche portare a veicoli elettrici più efficienti, a maggiore autonomia, che si caricano più velocemente e durano più a lungo. Nella fisica delle particelle, i superconduttori potrebbero aiutare a costruire una nuova generazione di acceleratori di particelle, senza la necessità di una quantità così elevata di energia e materiali di costruzione richiesti dai progetti tradizionali.

Nell’informatica, i superconduttori potrebbero contribuire allo sviluppo di una nuova generazione di computer quantistici, aiutandoci a far durare un po’ più a lungo la Legge di Moore e facendo grandi progressi in campi come lo sviluppo dell’intelligenza artificiale. In medicina, i superconduttori potrebbero sbloccare macchine per la risonanza magnetica (MRI) più piccole, più economiche e più efficienti.

Questo è solo la punta dell’iceberg. I superconduttori a temperatura ambiente sono una tecnologia così fantastica che, se fossero veramente realizzabili, ci sono senza dubbio innumerevoli benefici sconosciuti che dobbiamo ancora scoprire.

Cosa succede adesso?

Per ora, aspettiamo. I documenti sono stati pubblicati a metà luglio 2023, quindi al momento di questa stesura sono ancora molto freschi. Non ci sono revisioni tra pari per confermare le loro scoperte, ma ci sono molte persone e organizzazioni in tutto il mondo che stanno cercando di provare o smentire le loro affermazioni. Fortunatamente, potremmo non dover aspettare a lungo per sentire di qualcun altro che riesce a fare ciò che dicono di aver fatto.

Un punto chiave del documento – e motivo di ulteriore entusiasmo per coloro che cercano di replicare ciò che afferma – è che non solo il team di Seoul avrebbe generato superconduttori a temperatura ambiente, ma lo avrebbero fatto con una tecnologia relativamente comune. Non è un processo semplice, il materiale richiede giorni di lavoro per essere creato, ma non richiede molto in termini di attrezzature specialistiche e può apparentemente essere creato a temperature relativamente basse per questo tipo di ricerca.

Ciò dovrebbe significare che il fenomeno potrebbe essere ripetuto da un gran numero di organizzazioni in tutto il mondo. Ora stiamo aspettando di vedere se riescono a farlo.