LK-99 suprajohde olisi harppaus eteenpäin tietojenkäsittelyssä ja materiaalitieteen ymmärtämisessämme

Useimmat tekniset edistysaskeleet ovat luonteeltaan vaatimattomia, ja ne rakentuvat hitaasti aikaisempien sukupolvien varaan. Aina silloin tällöin tapahtuu kuitenkin läpimurto materiaalitiede joka ei johda askeleen, vaan harppauksen eteenpäin. Jos korealainen tiedemiesryhmä on oikeassa viimeisimmät havainnot Ympäröivät suprajohteet, se on saattanut tarjota maailmalle yhden näistä läpimurroista.

Nykyisessä muodossaan tutkijaryhmä väittää löytäneensä suprajohteen, joka on valmistettu ilman eksoottisia materiaaleja ja joka on vakaa ja toimiva molemmissa,

• ympäristön paine
• huonelämpötila

Tätä suprajohdetta, joka on modifioitu lyijy-apatiittirakenne, kutsutaan tällä hetkellä nimellä "LK-99". Työryhmä kertoo lehdessään,

”Raportoimme ensimmäistä kertaa maailmassa onnistuneesta syntetisoinnissa huonelämpötilan ja ympäristön paineen suprajohteen kemiallisella lähestymistavalla lämpötila- ja paineongelman ratkaisemiseksi. Ensimmäisen huonelämpötilan ja ympäristön paineen suprajohteen nimesimme LK-99.

Alla tarkastellaan lyhyesti, mitä suprajohde on ja mitä se tarkoittaa eteenpäin siirtymistä.

Mitä ovat suprajohteet?

Ennen kuin tarkastellaan, miksi suprajohteet ovat niin haluttuja, meidän on ensin ymmärrettävä, mitä ne todellisuudessa ovat. Tätä varten suprajohteet ovat materiaaleja, jotka voivat johtaa sähköä tai kuljettaa elektroneja atomista toiseen ilman vastusta. Tämä tarkoittaa, että sähkövirta voi kulkea materiaalin läpi ilman energiahävikkiä.  Suprajohteet mahdollistavat nollahäviöttömän sähkönsiirron, minkä ansiosta ne mahdollistavat erittäin tehokkaita energiajärjestelmiä.

Mielenkiintoista on, että suprajohtavuus on kvanttimekaaninen ilmiö, jota tyypillisesti esiintyy valituissa materiaaleissa ja vain kapealla parametrialueella. Yleisimmin erittäin alhaiset lämpötilat lähestyvät absoluuttista nollaa (-273.15 celsiusastetta tai -459.67 Fahrenheit-astetta).

On huomattava, että suprajohteiden ainutlaatuiset ominaisuudet eivät rajoitu pelkästään tehokkaaseen energiansiirtoon. Ne kattavat myös voimakkaat magneettikentät, mikä tekee niistä korvaamattomia sovelluksissa, kuten sairaaloiden magneettikuvauslaitteissa (MRI) ja maglev-junissa (magneettinen levitaatio).

YouTube-kanava, Techquickie selittää tämän 'Fast assible' -sarjan aiemmassa jaksossa.

Tällä hetkellä on olemassa kahdenlaisia ​​laajalti hyväksyttyjä suprajohteita. Nämä sisältävät,

1. Tyypin I suprajohteet: Nämä materiaalit osoittavat suprajohtavuutta erittäin matalissa lämpötiloissa ja alhaisissa magneettikentissä. Ne ovat tyypillisesti puhtaita metalleja, kuten alumiinia, elohopeaa ja lyijyä.
2. Tyypin II suprajohteet: Nämä ovat yleensä metalliyhdisteitä tai metalliseoksia, jotka osoittavat suprajohtavuutta suhteellisen korkeammissa lämpötiloissa ja korkeissa magneettikentissä. Esimerkkejä ovat niobium-tina (Nb3Sn) ja yttriumbariumkuparioksidi (YBCO).

Tärkeää on, että lämpötilat ovat suhteellisia. Tämä tarkoittaa, että vaikka tyypin II suprajohteet tunnetaan korkean lämpötilan muunnelmina, tämä on verrattuna tyyppiin 1. Tosiasia on, että ne vaativat edelleen aivan liian alhaisia ​​lämpötiloja ollakseen käytännöllisiä käytettäviksi jokapäiväisissä sovelluksissa.

Miksi huoneenlämpöinen, ympäristönpaineinen suprajohde on niin haluttu?

Huoneenlämpöisen, ympäristön paineen suprajohteen löytämisellä olisi syvällisiä vaikutuksia teknologiaan ja koko tieteeseen. Tässä on joitain mahdollisia sovelluksia ja vaikutuksia.

1. Voimansiirto: Suprajohteet voivat kuljettaa sähkövirtaa ilman vastuksen aiheuttamaa häviötä. Tämä tekisi voimansiirrosta erittäin tehokkaan, mikä mullistaisi sähköverkkomme ja vähentäisi energiahukkaa.
2. Magneettiset levitaatiojunat (Maglev): Huoneenlämpöisillä suprajohtimilla maglev-junien rakentaminen ja käyttö tulisi paljon käytännöllisempää ja kustannustehokkaampaa. Nämä junat voisivat kulkea erittäin suurilla nopeuksilla minimaalisella energiankulutuksella.
3. Lääketieteellinen teknologia: Laadukkaita, tehokkaampia MRI-laitteita ja muita lääketieteellisiä kuvantamislaitteita voitaisiin kehittää, koska ne ovat riippuvaisia ​​suprajohtavista magneeteista.
4. Kvanttilaskenta: Suprajohteet ovat jo avainasemassa tietyntyyppisissä kvanttitietokoneissa (kuten IBM:n ja Googlen rakentamissa), mutta ne on tällä hetkellä jäähdytettävä erittäin alhaisiin lämpötiloihin. Huoneenlämpöiset suprajohteet tekisivät kvanttitietokoneista käytännöllisempiä, mikä mahdollisesti nopeuttaisi tämän tehokkaan uuden teknologian kehitystä.
5. Energia varasto: Suprajohteita voidaan käyttää luomaan suurikapasiteettisia, tehokkaita energian varastointijärjestelmiä, jotka tunnetaan nimellä suprajohtavat magneettiset energian varastointijärjestelmät (SMES). Niillä voi olla keskeinen rooli uusiutuvan energian tulevaisuuden kannalta.
6. Tieteellinen tutkimus: Monet tieteelliset instrumentit ja kokeet (esimerkiksi hiukkasfysiikan laitteet) voitaisiin tehdä tehokkaammiksi ja helpommin suoritettaviksi huoneenlämpöisillä suprajohtimilla.

Pohjimmiltaan jokainen kone, laite tai prosessi, joka on riippuvainen sähköstä tai jota vaikeuttaa kitka, hyötyy valtavasti sekä toiminnallisesta että tehokkuuden näkökulmasta.

Huoneenlämpöisen, ympäristön paineen suprajohteen löytäminen ei ole millään tavalla "räikeä" tieteellinen keksintö. Tämä ei kuitenkaan muuta tällaisen löydön merkitystä ja vaatii todella ajattelemista ja pohtimista, kuinka se mahdollisesti muuttaisi maailmaamme.

LK-99:llä uudistettavat kentät

Kuten edellä mainittiin, on olemassa pisteitä, jos kentät hyötyvät tällaisesta suprajohteesta. LK-99:n takana oleva tiimi korostaa tätä ja toteaa,

”LK-99 on erittäin hyödyllinen materiaali suprajohtavuuspulmien tutkimiseen huoneenlämmössä. Kaikki todisteet ja selitykset johtavat siihen, että LK-99 on ensimmäinen huonelämpötilan ja ympäristön paineen suprajohde. LK-99:ssä on monia mahdollisuuksia erilaisiin sovelluksiin, kuten magneetti, moottori, kaapeli, levitaatiojuna, virtajohto, kvanttitietokoneen qubit, THz-antennit jne. Uskomme, että uusi kehitystyömme on aivan uusi historiallinen tapahtuma, joka avaa ihmiskunnalle uuden aikakauden"

Vaikka on olemassa lukuisia tieteenaloja ja aloja, jotka saataisiin käsiksi huoneenlämpötilaan, ympäristön paineeseen tai suprajohteeseen, on olemassa yksi, joka hyödyttäisi eniten – tietojenkäsittely.

Tietojenkäsittely – viitataanpa sitten Bitcoin Miningiin, älypuhelimiin, tietopalvelimiin jne. – hyötyy suuresti lisääntyneestä miniatyrisoinnista, energiatehokkuudesta ja käsittelynopeuksista. Olipa kyse sitten vähentyneestä lämmöntuotannosta, vähentyneestä latenssista tai jostain muusta kokonaan, suprajohteet voivat tuoda todellisen seuraavan sukupolven tietokoneita.

Skeptisyyttä on runsaasti LK-99:n kanssa

IF Yllä käsitellyn paperin takana oleva tutkijaryhmä on oikeassa LK-99:ää koskevissa löydöissään, siitä koituvat hyödyt ihmisille ovat hämmästyttäviä. On kuitenkin a merkittävä tähti viipyy sen löydösten päällä – vertaisarvioinnin puute.

Ottaen huomioon sen tosiasian, että tiedemiehet ympäri maailmaa ovat etsineet ympäristön paineen ja huoneenlämpötilan suprajohteita vuosikymmeniä, esitettyihin väitteisiin liittyy luonnollisesti tervettä skeptisyyttä. Jotta tämä epäilys laantuisi, ryhmien havainnot on luotava uudelleen hallitusti ja toistettavissa olevalla tavalla. Vertaisarviointiprosessin merkitys on monitahoinen, mukaan lukien

1. Laadunvalvonta: Vertaisarvioinnin välittömin tehtävä on varmistaa tieteellisissä julkaisuissa julkaistujen artikkeleiden laatu. Arvioijat arvioivat kriittisesti tutkimuksen metodologiaa, tilastoja ja tulosten esittämistä varmistaakseen, että tiedot tukevat päätelmiä.
2. Tutkimuksen validointi: Vertaisarvioijat validoivat tutkimusmetodologian ja havainnot. He määrittävät, ovatko tutkimusmenetelmät asianmukaisia ​​ja onko niitä sovellettu oikein. He myös varmistavat, että havainnot on johdettu tiedoista ja että tiedot on tulkittu oikein.
3. Eettiset käytännöt: Vertaisarviointi auttaa estämään plagiointia, tietojen väärentämistä ja muita epäeettisiä käytäntöjä tieteellisessä tutkimuksessa. Arvostelijoiden tehtävänä on havaita kaikki epäilyttävät kuviot tai epäjohdonmukaisuudet, jotka voivat viitata tällaisiin väärinkäytöksiin.
4. Standardointi: Pakottamalla standardeja tieteellisiä sopimuksia ja odotuksia, vertaisarviointi edistää johdonmukaisuutta ja yhteenkuuluvuutta tieteenalalla.
5. Uskottavuus: Vertaisarviointi lisää tutkimuspaperin uskottavuutta. Muut tutkijat ja suuri yleisö pitävät usein vertaisarvioitua työtä luotettavampana, koska se on käynyt läpi tämän tason tarkastelun.

Jokainen näistä kohdista on tärkeä, koska kokonaisuutena ne helpottavat tieteen todennettavissa olevaa edistystä. Vertaisarvioidut teokset tarjoavat tutkijoille ympäri maailmaa perustan, jolle heidän seuraava kokeilunsa tai keksintönsä voivat perustua.

On kuitenkin myös tärkeää huomata, että vertaisarviointiprosessi ei ole täydellinen ja sillä on rajoituksensa. Joskus se voi jättää huomiotta suuria virheitä tai petoksia, ja prosessissa voi olla harhaa. Mahdollisista puutteistaan ​​huolimatta vertaisarviointi on tällä hetkellä paras väline tieteellisen kirjallisuuden laadun ja eheyden ylläpitämiseen.

Jos todistetaan todeksi

LK-99:n idea on kiehtova, ja se on todistettava todeksi. Onneksi ei pitäisi kestää kauan, ennen kuin näin tapahtuu, ja tällaisen materiaalin mahdollisten sovellusten vuoksi on jo tutkijoita ympäri maailmaa, jotka tekevät juuri niin. Jos kaikki on kunnossa, on epäilemättä valtava kiinnostus hyödyntää LK-99:ää todellisiin sovelluksiin ja parantaa sen tarjoamia mahdollisuuksia.