Боаз Алмог Боаз Алмог го прави; левитира; субтитри за TED Talk и транскрипт TED
Феноменът, който току-що видяхте тук, се нарича квантова левитация и квантово заключване. А обектът, който левитира тук, се нарича свръхпроводник. Свръхпроводимостта е квантово състояние на материята, което се проявява само под определена критична температура.
Това явление е доста старо; открит е преди 100 години. Въпреки това, едва наскоро, поради няколко технологични постижения, успяхме да ви покажем квантова левитация и квантово заключване.
По този начин свръхпроводникът се определя от две свойства. Първото е нулево електрическо съпротивление, а второто е изтласкването на магнитно поле от вътрешността на свръхпроводника. Звучи сложно, нали? Но какво е електрическото съпротивление? И така, електричеството е потокът на електрони вътре в материала. Тези електрони, докато циркулират, се сблъскват с атоми и по време на тези сблъсъци те губят определено количество енергия. Те ще разсеят тази енергия като топлина и вие знаете ефекта. Въпреки това, вътре в свръхпроводник няма сблъсък, така че няма разсейване на енергия.
Това е доста забележително. Помисли за това. В класическата физика винаги има известно триене, загуба на енергия. Но не тук, защото това е квантов ефект. Но това не е всичко, защото свръхпроводниците не обичат магнитните полета. Свръхпроводникът ще се опита да изхвърли магнитното поле отвътре и може да го направи чрез циркулиращи токове. Комбинацията от тези два ефекта, изхвърлянето на магнитни полета и отсъствието на електрическо съпротивление, е точно това, което представлява свръхпроводник.
Но не винаги е ясно, всички го знаем и понякога нишките на магнитното поле остават вътре в свръхпроводника. При подходящите условия, предвидени тук, тези нишки на магнитното поле могат да бъдат уловени вътре в свръхпроводника. И тези битове магнитно поле вътре в свръхпроводника идват в малки количества. Защо ? Защото това е квантово явление. Това е квантова физика. И се оказва, че те се държат като квантови частици.
В този филм можете да видите как обикалят един по един. Те са нишки на магнитни полета. Те не са частици. но те се държат като частици. Ето защо ние наричаме това явление квантова левитация и квантово заключване.
Но какво се случва със свръхпроводника веднъж в магнитно поле? На първо място, вътре има остатъци от магнитно поле, но свръхпроводникът не иска те да текат, тъй като движенията им ще разсейват енергията, която нарушава състоянието на свръхпроводимостта. Така че това, което всъщност прави е, че заключва тези нишки, наречени флуксони, които заключва на място. Това, което всъщност прави, е да се заключи на място. Защо ? Тъй като всяко движение на свръхпроводника ще промени неговото място, тяхната конфигурация.