Dobrze, muszę wam opowiedzieć o czymś, co właśnie wydarzyło się w fizyce, a uwierzcie mi, to jedno z tych odkryć, które zmusza do przemyślenia wszystkiego, co myśleliśmy, że wiemy o wszechświecie.
Naukowcy właśnie pokazali — po raz pierwszy w historii — że można wzmocnić nadprzewodnik, manipulując „pustą” przestrzeń wokół niego. Nie poprzez zmianę materiału. Nie poprzez dodatkowe schłodzenie. Po prostu poprzez zabawę kwantową dziwnością, która istnieje w tym, co kiedyś nazywaliśmy próżnią.
Najpierw porozmawiajmy o „niczym”
Prawdopodobnie wyobrażasz sobie próżnię — pustą przestrzeń — jako, no właśnie, pustkę. Nic tam nie ma. Zero.
Ale fizyka kwantowa od dekad mówi nam, że to absolutnie nieprawda. Nawet najpustsza wyobrażalna przestrzeń jest pełna aktywności. To jak z dnem oceanu, które wydaje się całkowicie ciche, ale w rzeczywistości jest pełne dźwięków, których nie słyszymy.
Oto jak to działa (prostym językiem): Zgodnie z czymś, co nazywa się zasadą nieoznaczoności Heisenberga, natura po prostu nie potrafi oprzeć się byciu nieco rozmytą na najmniejszych skalach. Nawet gdy próbujesz usunąć wszystko z pewnego obszaru przestrzeni, nadal otrzymujesz tak zwane „fluktuacje kwantowe” — gdzie cząstki i antycząstki spontanicnie pojawiają się, a następnie niemal natychmiast anihilują.
To nie są tylko teoretyczne spekulacje. Naukowcy zmierzyli te efekty w zjawiskach takich jak efekt Casimira oraz tzw. przesunięcie Lamba. Są one realne, mierzalne, a teraz okazuje się, że potencjalnie użyteczne.
A co z nadprzewodnikami?
Pozwól, że podam ci szybką wersję: nadprzewodniki to materiały, które mogą przewodzić prąd elektryczny przy dokładnie zerowym oporze. Zero! Żadna energia nie jest tracona w postaci ciepła. Nic.
Haczyk? Dzieje się tak tylko wtedy, gdy są ekstremalnie zimne — często zimniejsze niż kosmos. Mówimy o temperaturach bliskich zera absolutnego, czyli minus 459 stopni Fahrenheita. To niepraktyczne dla większości codziennych zastosowań.
Teraz, tu zaczyna się robić ciekawie.
Eksperyment, który zaskoczył oczekiwania
Grupa badaczy z Chin, współpracująca z Frankiem Wilczkiem (tak, tym Frankiem Wilczkiem, laureatem Nagrody Nobla) i kolegami z MIT oraz Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju, postanowiła spróbować czegoś szalonego: chcieli sprawdzić, czy fluktuacje kwantowej próżni mogą rzeczywiście wpływać na nadprzewodnictwo.
Ich pomysł był elegancki w swojej prostocie. Wzięli materiał nadprzewodzący zwany diselenkiem niobu (NbSe2, jeśli śledzisz) i umieścili go w czymś, co nazywa się terahercowym rezonatorem pierścieniowym. Mówiąc bez żargonu, jest to specjalnie zaprojektowana mała komora, która kształtuje środowisko elektromagnetyczne wokół nadprzewodnika.
Badacze porównali zachowanie materiału z komorą i bez niej. I oto clou: temperatura krytyczna nadprzewodnictwa faktycznie wzrosła, gdy materiał znajdował się wewnątrz komory.
Nie o znikomą, nieistotną wartość. Mówimy o wzroście o 5,4%. Może to nie brzmi dramatycznie, ale w świecie badań nad nadprzewodnictwem to dość duża sprawa.
Temperatura krytyczna to temperatura, poniżej której materiał staje się nadprzewodnikiem. Jeśli więc można przesunąć ten próg wyżej, potencjalnie czyni się cały system bardziej praktycznym.
Co właściwie się tu dzieje?
Tu robi się naprawdę ciekawie. Badacze odkryli, że wzmocnienie nie było losowe — wykazywało specyficzny wz