Dans le 25 Juillet 2023, Une découverte révolutionnaire de chercheurs coréens a secoué la communauté scientifique, annonçant la synthèse réussie du premier supraconducteur au monde à température ambiante et à pression ambiante, la structure cristalline du phosphorsilicate de plomb modifié (LK-99). Cette réalisation pourrait révolutionner diverses industries, offrant des possibilités sans précédent pour le transport d’énergie, le transport, médecine et recherche scientifique. Cependant, Une vérification supplémentaire est nécessaire pour comprendre pleinement les implications de cette avancée remarquable..
Table des matières
- Comprendre la supraconductivité à température ambiante
- La naissance de LK-99: Une solution inattendue
- Sépirabilité de validation en attente
- Implications de la supraconductivité à température ambiante
- L'avenir de la supraconductivité à température ambiante
Comprendre la supraconductivité à température ambiante
La supraconductivité est un phénomène physique remarquable qui se produit lorsque certains matériaux, Connu sous le nom de supraconducteurs, zéro résistance électrique présente et expulser les champs magnétiques en dessous d'une température critique spécifique (TC). Los Superconducteurs traditionnels Ils nécessitent des températures extrêmement basses proches des pressions zéro absolues et élevées pour atteindre l'état de supraconducteur. Cela limite ses applications pratiques à des environnements spécialisés et coûteux. La recherche de supraconductivité à température ambiante, où ces propriétés extraordinaires peuvent être atteintes à des températures de plus en plus élevées, Ce fut un objectif de longue date dans le domaine de la physique condensée.
La découverte de la supraconductivité à température ambiante révolutionnerait diverses industries en permettant l'efficacité, Performances et stabilité sans précédent dans les systèmes électriques. Applications potentielles couvrent de la transmission d'énergie au transport, Médecine et même recherche scientifique, Avec la promesse de créer un avenir plus durable et technologiquement avancé.
La naissance de LK-99: Une solution inattendue
Des chercheurs coréens ont signalé leurs découvertes révolutionnaires sur l'Arxiv el 25 Juillet 2023. Selon vos documents, LK-99 démontre la supraconductivité à des températures inférieures à 127 ° C sans avoir besoin de pressions extrêmes, Potentiellement surmonter les limites des supraconducteurs traditionnels.
Le développement de LK-99 était basé sur la modification de la structure cristalline du phosphorsilicate de plomb. Les scientifiques coréens ont introduit des ions de cuivre dans le réseau cristallin, Remplacement stratégiquement des ions de plomb, et induit une distorsion de contrainte en microstructure. Ces modifications ont été conçues pour améliorer les propriétés supraconductrices du matériau et atteindre la supraconductivité à température ambiante.
La température critique (TC), qui marque le point auquel un matériau passe d'un état normal à un état de supraconducteur, Il a été mesuré en dessous de 127 ° C dans LK-99. Cette valeur TC particulière est d'une grande importance, car il représente une gamme de températures plus accessible que les supraconducteurs traditionnels. Les chercheurs ont également présenté des preuves qui soutiennent le comportement supraconducteur de LK-99, y compris zéro résistance, Le courant critique (IC), Le champ magnétique critique (HC) Et l'effet Meissner.
Sépirabilité de validation en attente
Tandis que les résultats initiaux ont montré le potentiel de LK-99 comme supraconducteur à température ambiante, Il est important de garder à l'esprit que les résultats de la recherche n'ont pas encore été vérifiés indépendamment par d'autres équipes scientifiques.
Confronté aux affirmations faites par des chercheurs coréens, Les scientifiques de plusieurs pays suivent de près les résultats et planifèrent leurs propres expériences pour vérifier la stabilité et la fiabilité du comportement supraconducteur du LK-99. Cette vérification est cruciale pour garantir que les résultats sont cohérents et peuvent être reproduits dans différentes configurations expérimentales et laboratoires.
La 1 d'août, Sinéad Griffin, Un chercheur de laboratoire national de Lawrence Berkeley (Lbnl) aux Etats-Unis, Il a utilisé la puissance de calcul du Département de l'énergie des États-Unis pour simuler et prétendre avoir trouvé la base théorique du phosphorsilicate de phosphorsilicate de plomb avec le cuivre. Cette nouvelle a suscité une grande attention et une grande discussion dans la communauté technologique.
Le même jour, Un groupe expérimental de l'Université et de la technologie de Huazhong en Chine a rapporté la synthèse réussie de cristaux LK-99 capables de lévitation magnétique. Ils ont publié une vidéo qui montre la lévitation de l'échantillon.
Cependant, Atteindre la lévitation magnétique démontre seulement que le LK-99 présente le diamagnétisme, ce qui signifie qu'il y a une répulsion entre lui et les aimants, Mais cela ne montre pas qu'il a des caractéristiques de supraconductivité à température ambiante. Le diamagnétisme complet de So-Salled est juste une condition nécessaire pour un supraconducteur, Pas assez.
Le chef de la vidéo a déclaré qu'ils n'avaient actuellement vérifié que le Effet meissner (Phénomène de l'exclusion du champ magnétique pendant la transition d'un supraconducteur d'un état normal à un état de supraconducteur). Et en raison de la très petite taille du verre synthétisé, Ils n'ont pas pu mesurer leur résistance. Le laboratoire prépare déjà une nouvelle série d'échantillons dans l'espoir de mesurer plus de propriétés de résistance LK-99.
Jusqu'à des preuves reproductibles, Le véritable potentiel et les implications de LK-99 dans diverses industries ne sont pas encore complètement compris.
Implications de la supraconductivité à température ambiante
Si la technologie de supraconductivité est obtenue à température ambiante, Les électrons peuvent s'écouler rapidement dans un environnement de température ambiant, Pas de résistance, sans consommation d'énergie, qui changera radicalement le système électrique actuel. La réalisation de la supraconductivité à température ambiante modifiera profondément le système énergétique actuel, Le système de traitement et de transmission de l'information, et dans des domaines tels que la détection médicale, Transport à grande vitesse et même fusion nucléaire contrôlée, Cela apportera des progrès significatifs.
Transmission d'énergie
Actuellement, Il y a beaucoup de perte d'énergie dans la transmission d'électricité, qui est estimé à environ 5 Al 10 Pourcentage de la consommation totale d'énergie dans le monde. Si les circuits de supraconducteur à température ambiante seront utilisés, Il n'y aurait pas de pertes dans la transmission de l'électricité, Ce qui pourrait entraîner des économies d'énergie importantes et une réduction des émissions de carbone.
En outre, Les lignes de transmission d'énergie supraconductrices peuvent transporter des densités de courant plus élevées que câbles conventionnels, ce qui permet un flux d'énergie plus important sans risque de surchauffe. Cette plus grande capacité améliore la stabilité et la fiabilité du réseau électrique, Réduire la fréquence des pannes et des fluctuations de tension. L'amélioration de la stabilité est cruciale pour les infrastructures critiques telles que les hôpitaux, Centres de données et industries qui dépendent d'un approvisionnement continu d'énergie.
En outre, La technologie de supraconductivité à température ambiante peut stocker et transmettre des énergies renouvelables, qui offre une solution d'énergie renouvelable connectée au réseau. L'excès d'énergie généré pendant les périodes de plus grande demande pourrait être stockée dans des bobines supraconductrices, qui peut contenir de grandes quantités d'énergie avec un minimum de pertes. Lorsque la demande dépasse l'offre, L'énergie stockée peut être rejetée à nouveau sur le réseau sans pertes significatives, Assurer un approvisionnement énergétique plus équilibré et stable à partir de sources renouvelables.
Transport et mobilité
Le secteur des transports bénéficierait considérablement de la supraconductivité à température ambiante. Trains de lévitation magnétique (maglev), qui dépendent actuellement de systèmes de refroidissement coûteux et énergiquement intensifs pour maintenir la supraconductivité, Ils pourraient devenir plus accessibles et pratiques avec des matériaux supraconducteurs à température ambiante. Cette avance conduirait à des vitesses de train plus rapides, Consommation d'énergie plus faible, Réduction des coûts d'exploitation et des voyages plus silencieux, Rendre les trains à grande vitesse plus viables et attrayants pour le transport de masse.
En outre, véhicules électriques (EV) promu par la technologie supraconductrice à température ambiante pourrait révolutionner le transport personnel. Avec des systèmes énergétiques plus efficaces, Les véhicules électriques pourraient obtenir une plus grande autonomie de conduite et des temps de chargement plus rapides à travers Câbles de recharge pour véhicules électriques, S'attaquer à deux obstacles importants pour une plus grande adoption des véhicules électriques. Cette avance accélérerait le changement vers un système de transport plus propre et plus durable, Réduire les émissions de gaz à effet de serre et lutter contre la pollution de l'air.
Ordinateurs et communications
Les industries informatiques et des communications subiraient également des changements importants avec l'arrivée de la supraconductivité à température ambiante. Actuellement, Les matériaux supraconducteurs sont utilisés dans la création de bits quantiques quantiques pour les ordinateurs quantiques. Cependant, L'exigence de températures extrêmement basses rend les ordinateurs quantiques coûteux à utiliser et à maintenir. La supraconductivité à température ambiante pourrait éliminer le besoin de systèmes de refroidissement complexes, Rendre les ordinateurs quantiques plus pratiques et commercialement viables. Cette avance débloquerait tout le potentiel de l'informatique quantique, Permettre des progrès innovants dans la cryptographie, Découverte de médicaments, Optimisation artificielle et intelligence.
Dans le domaine des communications, La supraconductivité à température ambiante pourrait conduire au développement de systèmes de communication à haute vitesse plus efficaces et plus fiables. La Communication à fibre optique, qui dépend actuellement de nombreux amplificateurs optiques pour maintenir l'intensité du signal à de longues distances, Il bénéficierait des technologies supraconductrices à température ambiante. Ces systèmes pourraient transmettre des données avec des pertes significativement réduites, Ce qui entraînerait des taux de transfert de données plus élevés et une meilleure qualité de communication.
Médecine
Le domaine médical pourrait vivre une révolution avec la supraconductivité à température ambiante, en particulier dans les applications d'image médicales et thérapeutiques. Machines à résonance magnétique (IRM), qui utilisent des aimants supraconducteurs pour créer des images détaillées des structures internes du corps, Ils pourraient devenir plus accessibles et abordables avec des matériaux supraconducteurs à température ambiante. Cette avance améliorerait la qualité et l'accessibilité des soins médicaux, bénéficier aux patients et aux professionnels de la santé dans le monde entier.
Recherche scientifique
Actuellement, Il existe de nombreuses incertitudes et controverses sur la théorie des mécanismes de suprconductivité. Si des matériaux supraconducteurs peuvent être trouvés ou fabriqués à température ambiante, et des expériences et une analyse détaillées peuvent être effectuées sur eux, Ensuite, ils aideront à révéler la nature physique et les lois derrière la supraconductivité, Et ils pourraient conduire à de nouvelles théories physiques et paradigmes. En outre, La supraconductivité à température ambiante pourrait également fournir des installations et des outils expérimentaux plus puissants, Astronomie et sciences de la terre.
Par exemple, Accélérateurs de particules, qui nécessitent une quantité importante d'énergie et d'équipement pour accélérer et détecter les particules, Ils pourraient devenir plus efficaces et rentables avec l'adoption d'une technologie supraconductrice à température ambiante. Cette avance pourrait accélérer les découvertes en physique des particules et aider à démêler les mystères de l'univers.
L'avenir de la supraconductivité à température ambiante
Si la technologie de supraconductivité est obtenue à température ambiante, peut devenir un point d'intérêt à court terme, Mais il peut prendre une décennie ou deux pour que de nouveaux matériaux émergent et que de véritables applications industrielles soient obtenues.
Selon Andrew Cote (@Andercot), Incorporer ce matériau dans la microélectronique signifie repenser 300 millimètre, un processus qui aurait une décennie ou plus à effectuer correctement.
La montée de la supraconductivité à température ambiante est très différente de l'explosion de l'intelligence artificielle au premier semestre. Le modèle de langue de l'intelligence artificielle est la technologie avant de trouver une scène. La technologie de supraconductivité semble être l'opposé, Puisqu'il y a déjà beaucoup de scénarios d'application possibles en espérant à bord, Mais la technologie de suprconductivité est encore trop immature.
Quel que soit le résultat, Cette recherche démontre la recherche et les efforts de l'humanité vers la supraconductivité à température ambiante, et nous montre les possibilités et le potentiel de la supraconductivité à température ambiante. Nous espérons que le jour où la supraconductivité à température ambiante pourra être transformée d'un idéal à une réalité, apporter plus de surprises et de miracles à notre science, Technologie et vie.