Fizikos srityje įvyko proveržis. Pakeis milijonų žmonių gyvenimus į gerąją pusę ()
Pensilvanijos valstijos universiteto (JAV) mokslininkai pasiekė proveržį sukurdami skaičiavimo modelį, kuris pagerina kambario temperatūros superlaidininkų kandidatų prognozavimą.
© Julian Litzel, CC BY-SA 3.0 | https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Levitating_superconductor.jpg
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Tai buvo fizikų svajonė dešimtmečius, žadanti energetikos ir technologijų revoliuciją. Šis pasiekimas teigiamai paveiks milijonų žmonių gyvenimus visame pasaulyje.
Mokslo pasaulis ką tik žengė žingsnį, galintį sukelti revoliuciją energetikos ir technologijų srityje. Pensilvanijos valstijos universiteto mokslininkai sukūrė pažangų skaičiavimo modelį, kuris pagerina superlaidininkų, veikiančių beveik kambario temperatūroje, prognozavimą. Ši naujiena kelia didelį susidomėjimą, nes aplinkos temperatūros superlaidininkai jau dešimtmečius yra fizikų svajonė, žadantys praktiškai be nuostolių perduodamą energiją dideliais atstumais.
Tradiciniams superlaidininkams reikalinga itin žema temperatūra, todėl jie yra nepraktiški. Naujasis metodas pagrįstas klasikinės Bardeeno-Kūperio-Šriefferio (BCS) teorijos, apibūdinančios elektronų poravimąsi žemos temperatūros superlaidininkuose, integravimu su skaičiavimo tankio funkcionalo teorija (DFT), kuri modeliuoja elektronų elgseną kvantiniu lygmeniu. Pagrindinis elementas yra zentropijos teorija, kuri apjungia statistinę mechaniką, kvantinę fiziką ir skaičiavimo modeliavimą, kad numatytų kritinę temperatūrą, kurioje superlaidumas nustoja galioti.
|
Naudodami šį metodą, mokslininkai analizavo tiek žinomas medžiagas, tiek hipotetines struktūras, imituodami jų elgseną nuo absoliutaus nulio iki aukštesnių temperatūrų. Šis unikalus derinys leidžia tiksliai prognozuoti, nereikalaujant brangių laboratorinių eksperimentų. Vienas intriguojančių atradimų yra aukštos temperatūros superlaidininkų mechanizmo paaiškinimas, kai unikali atominė struktūra veikia kaip lankstus „pontoninis tiltas“, stabilizuojantis elektronus nepaisant šiluminių vibracijų.
Modelis patvirtino superlaidumą įprastose medžiagose, taip pat ir tose, kuriose tradicinė teorija nepasiteisino, ir stebėtinai numatė tauriųjų metalų, tokių kaip varis, sidabras ir auksas, potencialą, nors pastariesiems reikėtų itin žemos temperatūros. Nors eksperimentiškai nebuvo atrasta jokių naujų medžiagų, įrankis identifikuoja kandidates iš esamų duomenų bazių, paspartindamas tyrimus.
Šio proveržio nauda yra milžiniška ir toli siekianti. Kambario temperatūros superlaidininkai galėtų pakeisti pasaulines energetikos sistemas, įgalindami nuostolių neturintį energijos perdavimą dideliais atstumais, sumažindami energijos suvartojimą ir CO2 išmetimą. Elektronikoje tai reikštų greitesnius, efektyvesnius kompiuterius ir detektorius ir netgi pakeistų mediciną, pavyzdžiui, MRT vaizdavimą be skysto helio.
JAV Energetikos departamento remiamas projektas pabrėžia, kaip tokios inovacijos gali paveikti tvarumą, padarydamos technologijas prieinamesnes ir ekologiškesnes. Tyrimų ateitis atrodo daug žadanti, nes tyrėjai jau planuoja taikyti zentropijos teoriją, kad analizuotų slėgio poveikį kritinei temperatūrai ir ieškotų idealių kandidatų daugiau nei penkių milijonų medžiagų duomenų bazėje.
.png)
