Dobře, musím vám říct o něčem, co se právě stalo ve fyzice, a věřte mi, jde o jeden z těch objevů, které donutí člověka přehodnotit úplně všechno, co jste si mysleli, že víte o vesmíru.
Vědci právě ukázali – poprvé v historii – že mohou učinit supravodič silnějším tím, že budou manipulovat „prázdným“ prostorem kolem něj. Ne změnou materiálu. Ne dalším ochlazováním. Jen tím, že budou hrát s kvantovou zvláštností, která existuje v tom, co jsme dříve nazývali vakuem.
Nejprve si promluvíme o „ničém“
Pravděpodobně si vakuum – prázdný prostor – představujete jako, no, prázdný. Nic tam není. Nic. Nula.
Ale kvantová fyzika nám už desítky let říká, že to rozhodně není pravda. I ta nejprázdnější představitelná prostorová oblast je plná aktivity. Je to jako když si myslíte, že dno oceánu je úplně tiché, ale ve skutečnosti je plné zvuků, které neslyšíte.
Takto to funguje (prostou řečí): Podle principu, který se nazývá Heisenbergův princip neurčitosti, se příroda nedokáže ubránit tomu, aby byla na nejmenších škálách trochu rozmazaná. I když se pokusíte z oblasti prostoru odstranit úplně všechno, stále získáte to, co se nazývá „kvantové fluktuace“ – kde se částice a antičástice spontánně rodí a téměř okamžitě se navzájem anihilují.
Nejde jen o teoretické úvahy. Vědci tyto efekty změřili u jevů, jako je Casimirov efekt a tzv. Lambův posun. Jsou reálné, měřitelné a nyní se ukazuje, že potenciálně užitečné.
Co supravodiče?
Dám vám rychlou verzi: supravodiče jsou materiály, které mohou vést elektrický proud s přesně nulovým odporem. Nula! Žádná ztráta energie ve formě tepla. Nic.
Háček? Tohle dělají pouze při extrémně nízkých teplotách – často chladnějších než je vesmír. Mluvíme o teplotách blízkých absolutní nule, což je minus 459 stupňů Fahrenheita. To je pro většinu běžných aplikací nepraktické.
A teď přichází ta vzrušující část.
Experiment, který defyoval očekávání
Skupina výzkumníků z Číny, pracující s Frankem Wilczekem (ano, tím Frankem Wilczekem, nositelem Nobelovy ceny) a kolegy z MIT a Šanghajské univerzity Jiao Tong, se rozhodla vyzkoušet něco divokého: chtěli zjistit, zda kvantové fluktuace vakua mohou ovlivnit supravodivost.
Jejich nápad byl elegantní ve své jednoduchosti. Vzali supravodivý materiál zvaný niobium diselenid (NbSe2, pokud si to pamatujete) a umístili ho do tzv. terahertzového split-ring rezonátoru. Bez žargonu: jde o speciálně navrženou drobnou dutinu, která přetváří elektromagnetické prostředí kolem supravodiče.
Výzkumníci porovnávali chování materiálu s touto dutinou a bez ní. A tady je ten háček: kritická teplota supravodivosti se ve skutečnosti zvýšila, když byl materiál uvnitř dutiny.
Ne o malou, bezvýznamnou část. Mluvíme o nárůstu kritické teploty o 5,4 %. To možně nezní dramaticky, ale ve světě výzkumu supravodivosti je to docela velký průlom.
Kritická teplota je teplota, pod kterou se materiál stává supravodivým. Takže pokud můžete tuto hranici posunout výše, potenciálně činíte celou věc praktičtější.
Co se vlastně děje?
Tady to začíná být opravdu zajímavé. Výzkumníci zjistili