Zdjęcia Kiyoshi Takahase Segundo
Odkrycie indyjskich fizyków grozi odwrócić energetykę, jednak akademicy spotykał go sceptycznie
W końcu lipca 2018 roku dwóch indyjskich naukowców poinformowała o otrzymaniu nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej. To odkrycie poziomu nagrody Nobla, ono decyduje stuletniej problem i jest w stanie wstrząsnąć podstawami energetyki, ale póki co wywołało tylko lawinę emocji naukowców w sieciach społecznościowych. Forbes zrozumieć, dlaczego naukowcy nie są w pośpiechu rozpoznać potencjalnie najbardziej wielkie badanie wieku.
Cenny metal
Dev Kumar Tapa i Аншу Pandey z Indyjskiego instytutu nauk w Bangalore (IISc) 23 lipca opublikowali w archiwum prac naukowych arXiv artykuł, w którym twierdził, że materiał ze złota i srebra przeszedł w сверхпроводящее stan przy -37°c i Przy normalnym ciśnieniu.
Tak stanowczym oświadczeniem raz zainteresowali się naukowcy i ścigać zaczęli próbować powtórzyć wynik. Wkrótce jednak okazało się, że w препринте brakuje części — jak to zrobić metaliczno-złotym сверхпроводящий stop. Tapa i Pandey chcieli dzielić się swoim wzorem i komentować szczegóły jego składu. Aktualności zespołu Nature wyjaśnili, że nie mogą wdawać się w szczegóły, podczas gdy ich artykuł nie odbędzie się edycja w dzienniku. Pandey oświadczył, że ich wyniki potwierdzają niezależni eksperci i ich wnioski zostaną opublikowane tak szybko, jak tylko jest to możliwe.
Dlaczego potrzebna pokojowe fizyka
W 1911 roku holenderski fizyk Хейке Камерлинг-Оннес po raz pierwszy okazało się, że w przypadku spadku temperatury rtęci do -270°Z jej opór spada do 10 000 razy. Odkrycie nadprzewodnictwa miało fundamentalne znaczenie w fizyce materii skondensowanej, a przy tym mogło mieć rewolucyjny wpływ na gospodarkę. Na przykład, straty na grzanie przewodów w liniach energetycznych prowadzi do utraty 5-15% energii podczas jej biegu od producentów do konsumentów. Ogrzewanie, zależy od oporu elektrycznego materiałów: jeśli go zmniejszyć tysiące razy, to i strat będzie można uniknąć. Jednak osiągnięcie tak niskiej temperatury wymagał tak drogiej infrastruktury, że naukowcy zaczęli szukać materiałów, które wymagają mniej głębokiego chłodzenia.
W ciągu ostatnich 100 lat naukowcom udało się znaleźć substancje, które tracą opór przy wyższych temperaturach. Zasadniczy przełom nastąpił w 1986 roku, kiedy pracownicy IBM Karl Muller i Georg Беднорц odkryli materiał, który staje się nadprzewodnik w temperaturze aż o 35 stopni powyżej zera absolutnego. Autorzy odkrycie otrzymali nagrodę nobla, a teoretycy sa za opracowanie teorii nowego zjawiska — termicznej nadprzewodnictwa. Praca ta do tej pory nie została zakończona, a ponieważ wysokotemperaturowa fizyka (ВТСП) nowych materiałów niewykrywalny nadal bodaj czy nie na chybił trafił. Naukowcy podkreślają, że znane prawa fizyczne nie ograniczają maksymalną temperaturę dla nadprzewodników, więc kontynuują swoje poszukiwania.
Teraz istnieją materiały, osiągając ВТСП w temperaturze ciekłego azotu (-196°C). Ciekły azot kosztuje znacznie taniej ciekłego helu, używane Камерлинг-Оннесом, jednak jego zastosowanie wciąż wymaga specjalnego sprzętu. ВТСП już pozwoliła w specjalnych przypadkach stosować сверхпроводимые substancji do przesyłu energii elektrycznej, удешевила nadwrażliwość czujniki, pozwoliła stworzyć pociągi-“маглевы”, разгоняющиеся do 400-600 km/h, dzięki temu, że są one nie dotyczą torów (сверхпроводящие materiały wypchnięty polem magnetycznym). Ale powszechne zastosowanie nadprzewodników będzie możliwe, jeśli do ich uzyskania nie trzeba tworzyć specjalną infrastrukturę.
“Nie tak dawno temu wykryto fizyka z 203 Do (-70°C), co jest bardzo dużo. Ona występuje pod ogromną presją, że nie pozwoli jej zastosowanie w praktycznych rozwiązaniach. Jednak wszystko to pokazuje, że fizyka w wysokich temperaturach możliwe, trzeba tylko szukać” — wyjaśnił “Forbes” profesor Aleksiej Цвелик z Брукхейвенской narodowego laboratorium. Dodał, że najbardziej interesujące uważa nadprzewodniki na bazie tlenku miedzi, ponieważ pokazują wiele innych ciekawych efektów oprócz nadprzewodnictwa, które tylko czekają teoretycznego opisu.
Zagadka danych
Nie mając możliwości dowiedzieć się skład nowej substancji, tytuł naukowy społeczność zwrócił szczególną uwagę na niektóre części pracy. Fizyk Brian Skinner ze słynnego Massachusetts institute of technology (MIT) studiował preprint indyjskich naukowców, i u niego pojawiły się pytania do grafiki przejścia stopu w сверхпроводящее stan.
Skinner nie jest specjalistą w zakresie nadprzewodnictwa, ale poświęcił osobne preprint cech grafika w pracy hindusów. Szum jest praktycznie nieobecny w zakresie wysokich temperatur i staje się widoczne po przejściu w сверхпроводящее stan. Jest to nietypowo: w zależności od ustawień przyrządów i przetwarzania danych, wykres może być gładka lub зашумленным, ale nie jednocześnie. Ponadto, odgłosy zwykle proporcjonalne do wartości wielkości fizycznej, a podatność magnetyczna właśnie zmniejsza się przy przejściu w сверхпроводящее stan. Na wykresie hindusów na odwrót — szumy pojawiają się przy przejściu do fizyka.
Jeszcze większe zdziwienie u Skinnera spowodował fakt, że u wielu wykresów (dla różnych wartości pola magnetycznego) szumy skorelowane są praktycznie powtarzają siebie. Rzecz w tym, że odgłosy natury są przypadkowe, nawet dla pomiarów w tych samych warunkach nie powtarzają się.
Skinner konsultacje ze specjalistami nadprzewodnictwa, i potwierdził jego podejrzenia. Wtedy on zaproponował innym naukowcom przyłączyć się do dyskusji.
Fizyk Pratap Рейчаудхури studiuje fizykę niskich temperatur w Instytucie badań podstawowych Tata w indyjskim mieście mumbai (Bombaj). On uważnie śledził odpowiedzią naukowców na wniosek o otwarcie. W odpowiedzi na artykuł Skinnera zauważył, że dziwnych wykresów za mało, aby oskarżyć indyjskich naukowców w fałszowania, i dał kilka wersji wyjaśniających dziwactwa. Jednak, aby wybrać jedną z nich, potrzebne są oryginalne dane doświadczalne. A to Tapa i Pandey manifestować się nie spieszy.
Odkryty finał
Zespół naukowy badacza Мингды Czy z wydziału fizyki jądrowej MIT również próbowała powtórzyć wyniki indyjskich naukowców. Jednak Czy Nature poinformował, że po pracy Skinnera zebrali się całym zespołem i postanowili, że odgłosy różnych eksperymentów nie muszą być identyczne, więc przestali próbować powtórzyć pracę z metaliczno-złotym stopem. Пушан Ayub, fizyk z Instytutu Tata, powiedział, że jego laboratorium nadal próbuje powtórzyć pracę w wysokiej temperaturze nadprzewodnictwa, ale pracuje nad tym już nie tak gorliwie.
Post Рейчаудхури miał nieoczekiwane konsekwencje. Fizyk otrzymał list od wybitnego indyjskiego kolegi, który przekonywał go zatrzymać krytykę pracy Tapa i Pandeya. Wkrótce jednak Рейчаудхури dowiedział się, że pismo zostało wysłane anonimowy, który zarejestrował konto z nazwą znanego naukowca.
Рейчаудхури zauważa, że w tej historii społeczność naukowa okazał się z jak najlepszej strony: wszystko oderwany od swoich miejsc i wejść w dyskusję na jednej platformie. Zauważa on, że w każdym razie ta historia pobudzi zainteresowanie publiczności do nadprzewodnictwa.
“Jeśli to wszystko воспроизведут, to, oczywiście, byłoby to wspaniałe odkrycie. Dla nas -40°C to temperatura pokojowa. To jest fizyka można robić w lodówce, a nawet w ciekłym azocie” — podsumowuje wartość tej historii profesor Aleksiej Цвелик. Jednak ostrzega przed tym, aby nie zwrócić na tej skandalicznej historii zbyt wiele uwagi: “Wśród moich kolegów-badaczy nikt o tym nie mówi. Myślę, że nie musisz się o to martwić, dopóki otwarcie nie potwierdzili inni badacze”.
redakcja poleca
Kosmiczne rozmiary. Były wiceminister finansów chce robić межпланетными przewozów towarowych