Physik

Es kann Fehler in der Supraleitertheorie geben

Es kann Fehler in der Supraleitertheorie geben

Die Supraleitung ist der Quantenzustand eines Materials, bei dem dem Stromfluss kein Widerstand entgegengesetzt ist. Die Haupttheorie hinter dieser Eigenschaft war, dass der Supraleiter beim Versetzen eines Materials in diesen Zustand keine Energie verbraucht und diese sehr lange als eingeschlossenes Magnetfeld (TFM) speichert. Toaster nehmen viel elektrische Energie auf und wandeln diese durch den Widerstand der Metallstränge im Inneren in Wärme um. Dies ähnelt der Funktionsweise von Supraleitern, ist jedoch genau umgekehrt. Supraleiter bieten absolut keinen Widerstand gegen Strom und speichern daher interne Magnetfelder.

Eine neue Studie von Physikern an der Universität von Houston ist die erste, die zu dem Schluss kommt, dass sie der vorherigen Theorie in Bezug auf die Supraleitungsphysik, die als Bean's kritisches Zustandsmodell bekannt ist, direkt widerspricht. Ein Teil der Einschränkungen für Supraleiter besteht derzeit darin, dass die Materialien häufig unterkühlt und große Mengen magnetischer Energie aufgebracht werden müssen, um sie in praktischen Anwendungen zu verwenden. Diese neuen Erkenntnisse legen nahe, dass die Supraleitung möglicherweise Eigenschaften aufweist, die derzeit unbekannt sind und zu praktischeren Anwendungen der Technologie führen werden.

Eingeschlossene Magnetfelder oder TFMs sind die Hauptantriebskraft für die Verwendung von Supraleitern. Wenn Sie Videos von einem Objekt gesehen haben, das scheinbar schwebt und sich bewegt, während es an Ort und Stelle verriegelt ist, ist dies das Ergebnis von Supraleitung und eingeschlossenen Magnetfeldern. Während die Physik hinter einem solchen Ereignis unglaublich cool ist, benötigt es viel Energie, um ein eingeschlossenes Magnetfeld innerhalb der Supraleiter zu erzeugen, so dass es laut phys.org ansonsten nicht für den allgemeinen, praktischen Gebrauch anwendbar ist.

[Bildquelle: Wikimedia]

Das aktuelle Modell, das Bean-Modell, legt nahe, dass Magnetfelder, die an einen Supraleiter angelegt werden, benötigt werden 3,2 mal so viel Eingangsleistung wie das TFM ausgeben würde. Bisher wurde angenommen, dass diese Energieübertragung konstant und stetig ist, was Zeit und erhebliche Energiemengen erfordert. Dies macht TFMs in der modernen Industrie offensichtlich nicht nützlich, aber neue Untersuchungen haben ergeben, dass der Energietransfer tatsächlich nicht stabil ist, sondern dass er als Reaktion auf geringfügige Spannungsspitzen sehr schnell herumspringt. Das Beste daran ist, dass die Physiker diese Überspannungen kontrollieren und einen Wirkungsgrad von 1: 1 bei der TFM-Energieübertragung mit Supraleitung erreichen konnten.

Wenn Sie es in diesem unglaublich komplexen Artikel so weit geschafft haben, fragen Sie sich vielleicht, welche Bedeutung dies hat. Sie wissen wahrscheinlich, dass Magnete in Motoren und Generatoren verwendet werden, und die Erhöhung der Leistung, die in einem Magneten gespeichert werden kann, kann für das Verhältnis von Größe zu Leistung bei modernen Motoren viel bedeuten. Wenn Sie einen Motor mit einer Leistung von gegebenem Drehmoment nehmen und alle Magnete im Inneren durch TFMs ersetzen würden, würden Sie a sehen 3,2-fache Erhöhung des Drehmoments im gleichen Volumen. Ebenso könnte die Erzeugung des gleichen Drehmoments wie bei einem normalen Magnetmotor erreicht werden 10 mal so wenig Platz, verhältnismäßig. Dies bedeutet kleinere Motoren mit höheren Leistungen und könnte magnetische Anwendungen in der modernen Elektronik revolutionieren.

Die neue Fähigkeit, TFMs in Supraleitern zu erzeugen, bedeutet, dass die Kosten erheblich gesenkt wurden und durch weitere Forschung die Welt sehr bald praktische Anwendungen dieser Wissenschaft sehen könnte.

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Hier ist das Lustige: Die Physiker, die hinter der Entdeckung stehen, wissen, dass ihre Ergebnisse eine Vielzahl magnetischer Geräte drastisch verbessern werden, aber sie wissen nicht, warum oder wie es funktioniert. Sie haben dieses neue Phänomen entdeckt, das moderne Supraleiteranwendungen revolutionieren könnte, aber sie haben keine Ahnung, in welchem ​​Umfang oder mit welchen Mitteln das, was sie entdeckt haben, funktioniert. Wenn Physik Ihr Ding ist und Sie versuchen möchten, mehr über diese neue Forschung zu verstehen, können Sie das wissenschaftliche Papier zu diesem Thema hier lesen.

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