Rendben, el kell mondanom nektek valamiről, ami most történt a fizikában, és higgyétek el, ez egyike azoknak a felfedezéseknek, amelyek miatt teljesen át kell gondolnotok mindazt, amit a világegyetemről gondoltatok.
A tudósok most mutatták meg – először a történelem során – hogy képesek erősebbé tenni egy szupravezetőt az azt körülvevő „üres” tér manipulálásával. Nem az anyag megváltoztatásával. Nem további hűtéssel. Csak azzal, hogy játszunk a kvantumfurcsasággal, amely abban létezik, amit korábban vákuumnak hívtunk.
Először is, beszéljünk a „semmiről”
Valószínűleg a vákuumot – az üres teret – úgy képzelitek el, mint ami, nos, üres. Semmi nincs benne. Nulla.
De a kvantumfizika már évtizedek óta azt mondja nekünk, hogy ez egyáltalán nem igaz. Még a legüresebb tér is vibrál az aktivitástól. Olyan, mint amikor azt gondolod, hogy az óceánfenek teljesen csendes, pedig valójában tele van olyan hangokkal, amelyeket nem hallasz.
Így működik (közérthetően): a Heisenberg-féle határozatlansági reláció szerint a természet egyszerűen nem tud ellenállni annak, hogy a legkisebb méretekben egy kicsit „homályos” legyen. Még akkor is, ha megpróbálod eltávolítani mindent egy adott térrészből, még mindig azt kapod, amit „kvantumos fluktuációnak” neveznek – ahol részecskék és antirészecskék spontán módon jönnek létre, majd szinte azonnal annihilálják egymást.
Ezek nem csupán elméleti spekulációk. A tudósok már mértek ilyen hatásokat olyan jelenségekben, mint a Casimir-effektus és az úgynevezett Lamb-eltolódás. Ezek valósak, mérhetők, és most kiderült, hogy potenciálisan hasznosak.
És mi a helyzet a szupravezetőkkel?
Hadd adjam meg a rövid verziót: a szupravezetők olyan anyagok, amelyek képesek elektromos áramot vezetni pontosan nulla ellenállással. Nulla! Nincs energiaveszteség hő formájában. Semmi.
A csapda? Csak akkor csinálják ezt, ha rendkívül hidegek – gyakran hidegebbek, mint a világűr. Olyan hőmérsékletekről beszélünk, amelyek közel állnak az abszolút nullához, ami mínusz 459 Fahrenheit-fok. Ez a legtöbb mindennapi alkalmazás számára nem gyakorlatias.
Nos, itt válik igazán izgalmassá a dolog.
A kísérlet, amely meghazudtolta az elvárásokat
Egy kínai kutatókból álló csapat, Frank Wilczekkel (igen, azzal a Frank Wilczekkel, Nobel-díjassal) és az MIT, valamint a Shanghai Jiao Tong Egyetem kollégáival együtt úgy döntött, hogy valami vad dolgot próbál ki: meg akarták nézni, hogy a kvantumvákuum fluktuációk valóban befolyásolhatják-e a szupravezetést.
Az ötletük elegáns volt az egyszerűségében. Fogtak egy niobium-diszelenid (NbSe2, ha követitek a pontszámot) nevű szupravezető anyagot, és elhelyezték egy úgynevezett terahertzes osztott gyűrűs rezonátorban. Nem szakszavakban szólva, ez egy speciálisan tervezett, apró üreg, amely átformálja a szupravezető körüli elektromágneses környezetet.
A kutatók összehasonlították, hogyan viselkedik az anyag ebből az üreggel és anélkül. És itt jön a csavar: a szupravezető kritikus hőmérséklete valójában nőtt, amikor az anyag az üregben volt.
Nem egy apró, jelentéktelen mértékben. A kritikus hőmérséklet 5,4%-os növekedéséről beszélünk. Ez talán nem hang