Добре, трябва да ви разкажа за нещо, което току-що се случи във физиката, и повярвайте ми, това е от онези открития, които карат да преосмислите абсолютно всичко, което смятахте, че знаете за вселената.
Учените току-що доказаха — за първи път в историята — че могат да направят свръхпроводник по-силен, манипулирайки „празното“ пространство около него. Не чрез промяна на материала. Не чрез допълнително охлаждане. Просто чрез играене с квантовата странност, която съществува в това, което някога наричахме вакуум.
Първо, нека поговорим за „нищото“
Вероятно си представяте вакуума — празното пространство — като, ами, празно. Нищо там. Пусто. Нула.
Но квантовата физика ни казва от десетилетия, че това напълно не е вярно. Дори най-празното пространство, което можете да си представите, бучи от активност. Все едно да си мислите, че дъното на океана е напълно тихо, но всъщност то е пълно със звуци, които не можете да чуете.
Ето как работи (на прост език): Според т.нар. принцип на неопределеността на Хайзенберг, природата просто не може да устои да не бъде малко размазана на най-малките мащаби. Дори когато се опитате да изчистите всичко от една област от пространството, пак получавате т.нар. „квантови флуктуации“ — където частици и античастици спонтанно възникват и след това почти мигновено се анихилират една друга.
Това не са просто теоретични размисли. Учените са измерили тези ефекти в явления като ефекта на Казимир и т.нар. ламбово отместване. Те са реални, измерими и сега се оказва, че потенциално полезни.
А каква е връзката със свръхпроводниците?
Нека ви дам кратката версия: свръхпроводниците са материали, които могат да провеждат електричество с точно нулево съпротивление. Нула! Никаква загуба на енергия под формата на топлина. Нищо.
Уловката? Те правят това само когато са изключително студени — често по-студени от космоса. Става дума за температури, близки до абсолютната нула, която е минус 459 градуса по Фаренхайт. Това е непрактично за повечето ежедневни приложения.
Сега, тук нещата стават вълнуващи.
Експериментът, който предизвика очакванията
Екип от изследователи от Китай, работещи с Франк Вилчек (да, онзи Франк Вилчек, нобелов лауреат) и колеги от MIT и Университет „Цзяотун“ в Шанхай, решиха да опитат нещо смяло: те искаха да видят дали квантовите вакуумни флуктуации могат наистина да повлияят на свръхпроводимостта.
Идеята им беше елегантна в своята простота. Те взеха свръхпроводящ материал, наречен ниобиев диселенид (NbSe2, ако следите) и го поставиха вътре в т.нар. терахертен разделен пръстен резонатор. На нежаргонен език, това е специално проектирана малка кухина, която преформира електромагнитната среда около свръхпроводника.
Изследователите сравниха как материалът се държи с и без тази кухина. И ето най-важното: критичната температура на свръхпроводимост всъщност се повиши, когато материалът беше вътре в кухината.
Не с малка, безсмислена стойност. Става дума за повишение от 5,4% на критичната температура. Това може да не звучи драматично, но в света на изследванията на свръхпроводимост