แต่ไม่ใช่วัสดุทั้งหมดที่สามารถเข้าใจได้ง่ายด้วย quasiparticles ตัวนำยิ่งยวดเป็นตัวอย่างหนึ่ง สารประกอบเหล่านี้สามารถส่งกระแสไฟฟ้าไปรอบๆ ได้โดยไม่มีความต้านทานตราบเท่าที่ยังเย็นจัด ซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิที่เย็นที่สุดที่เป็นไปได้ ศูนย์สัมบูรณ์ หรือ –273° องศาเซลเซียส ในปี 1986 นักวิจัยของ IBM Johannes Bednorz และ Karl Müller ได้ค้นพบสารตัวนำยิ่งยวดที่ “อุณหภูมิสูง” ตัวแรก: สารประกอบที่มีทองแดงและออกซิเจนซึ่งรักษาความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิสูงถึง −238 ° C ในกรณีนี้ อุณหภูมิสูงยังคงแย่มาก เย็น. การค้นพบวัสดุที่คล้ายคลึงกันซึ่งมีอุณหภูมิตัวนำยิ่งยวดสูงขึ้นตามมามากมาย ช่วยให้ Bednorz และMüller คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 1987 แม้ว่าแม่เหล็กไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวดจะถูกนำมาใช้ในเครื่องสแกน MRI ของโรงพยาบาล เช่น
เรื่องราวดำเนินต่อไปด้านล่างอินโฟกราฟิก
ร้อนขึ้นเรื่อยๆ
อุณหภูมิสูงสุดที่วัสดุบางชนิดที่เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดสามารถขนส่งอิเล็กตรอนโดยไม่สูญเสียพลังงานได้เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ แต่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการค้นพบตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงซึ่งได้รับรางวัลโนเบลในปี 1986 ทว่าเป้าหมายของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องหรือใกล้เคียง ก็ยังยังคงอยู่ ทางยาวออกไป
ที่มา: ดัดแปลงจากกระทรวงพลังงานสหรัฐ; เครดิต: ม.อตารอด
การค้นพบที่ได้รับรางวัลโนเบลทำให้ความหวังในทันทีว่านักฟิสิกส์สามารถพัฒนาวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงขึ้นมาก อุณหภูมิห้องในอุดมคติ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่จะช่วยให้การขนส่งไฟฟ้าความเร็วสูงผ่านโครงข่ายไฟฟ้าโดยแทบไม่สูญเสียพลังงาน สหรัฐอเมริกาสูญเสียกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ระหว่างการส่ง
ตามข้อมูลของสำนักงานบริหารข้อมูลพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา ความสูญเสียเหล่านั้นแปลเป็นความเสียหายต่อเศรษฐกิจประมาณ 20 พันล้านดอลลาร์ต่อปี
ในการประกาศรางวัลโนเบลปี 1987 Royal Swedish Academy of Sciences ตั้งข้อสังเกตว่า “รายละเอียดว่าตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นในวัสดุใหม่นั้นยังไม่ทราบรายละเอียด” เกือบ 30 ปีต่อมา สิ่งเดียวกันก็เป็นจริง อันตรกิริยาภายในสารประกอบเหล่านี้ซับซ้อนมากจนท้าทายการทำให้เข้าใจง่ายแม้ในควอซิอนุภาค
นักฟิสิกส์หลายคนพยายามทำความเข้าใจการทำงานภายในของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงโดยการมองหารูปแบบการเคลื่อนที่และปฏิกิริยาของอิเล็กตรอนที่เกิดจากการแสวงหาวัสดุใหม่ที่เปลี่ยนเกม JC Séamus Davis ผู้อำนวยการ Center for Emergent Superconductivity ที่ Brookhaven National Laboratory ในเมืองอัปตัน รัฐนิวยอร์ก กล่าวว่า “สำหรับอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่เคลื่อนที่ผ่านวัสดุ คุณต้องเข้าใจว่าอิทธิพลของเพื่อนบ้านเป็นอย่างไรและในทางกลับกัน” กำลังมองหาม้ากึ่ง
เดวิสและทีมของเขาเพิ่งใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อวิเคราะห์ตัวนำยิ่งยวดที่ทำจากซีเรียม โคบอลต์ และอินเดียม พวกเขาระบุว่าแม่เหล็กเป็นแรงสำคัญที่นำอิเล็กตรอนผ่านวัสดุในสถานะตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็นการค้นพบที่เริ่มลดความซับซ้อนของการโต้ตอบที่ซับซ้อนในที่ทำงาน เพื่อลดความซับซ้อนของสิ่งต่าง ๆ เพิ่มเติมและเริ่มทำงานไปสู่ความเป็นตัวนำยิ่งยวดในอุณหภูมิห้อง นักฟิสิกส์หวังว่าจะพบโครงสร้างบางอย่างในอิเล็กตรอนที่อพยพออกมาในรูปของอนุภาคควอซิเพิล ซึ่งเหมือนกับกระจุกที่เรียกว่า dropletons เป้าหมายมีการแตกแขนงออกไปในชีวิตจริง ตัวอย่างเช่น สายเคเบิลตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องสามารถสร้างแม่เหล็กที่ทรงพลังมากซึ่งจำเป็นในการทำให้รถไฟลอยตัวความเร็วสูงเป็นวิธีการขนส่งที่ทำงานได้
แก้วเปล่า
วันหนึ่งเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใสสะอาดอาจเก็บเกี่ยวพลังงานจากส่วนประกอบที่มองไม่เห็นของแสงแดดในขณะที่ปล่อยให้รังสีที่มองเห็นได้ผ่านเข้ามา
YIMU ZHAO/มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกน
สำหรับ McKenzie ความสำคัญของ quasiparticles ในวิชาฟิสิกส์นำไปสู่คำถามเชิงปรัชญามากขึ้น: อะไรทำให้บางสิ่งมีคุณสมบัติเป็นอนุภาคจริง นักฟิสิกส์ทุกคนเห็นพ้องกันว่าเอนทิตีพื้นฐานเช่นอิเล็กตรอนและโปรตอนเป็นอนุภาค แต่ McKenzie โต้แย้งว่า excitons, polaritons และ dropletons ควรเข้าร่วมคลับ “ฉันจะบอกว่ามันเป็นของจริงพอ ๆ กับอิเล็กตรอน” เขากล่าว ถ้ามันดูเหมือนอนุภาคและเหมือนอนุภาค มันก็อาจเป็นอนุภาคได้เช่นกัน
McKenzie ดูเหมือนจะอยู่ในความเห็นของชนกลุ่มน้อย ยังไม่มีใครสงสัยถึงความสำคัญของอนุภาคควอซิพิเคิล โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพวกมันช่วยในการค้นหาความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง สำหรับตอนนี้ นักวิจัยแค่หวังว่าอนุภาคที่ไม่ใช่ของจริงจะซ่อนตัวอยู่ในความบ้าคลั่งของอิเล็กตรอนหลายล้านล้านล้านอิเล็กตรอน เพื่อรอให้เกิดความชัดเจนและกระแสไฟฟ้าที่ปราศจากความต้านทาน
credit : travel-irie-jamaica.com stephysweetbakes.com goodnewsbaptisttexas.com doubleplusgreen.comfivehens.com wherewordsdailycomealive.com fivefingersshoesvibram.com icandependonme-sharronjamison.com debatecombat.com acknexturk.com
