الموصل الفائق في درجة حرارة الغرفة اكتشاف علمي قد يغير حياتنا نحو الأفضل
ظهرت طبعات أولية الأسبوع الماضي تقدم ادعاءً رائعًا بوجود مادة فائقة التوصيل تعمل “بدرجة حرارة الغرفة”. وأعلى بكثير من درجة حرارة الغرفة عند الضغط المحيط، أطلق عليها اسم “LK-99”. هذا الاكتشاف هو أحد أكثر الأهداف المرغوبة في جميع علوم المواد وفيزياء المادة المكثفة. وهو شيء لم يتم العثور عليه حتى الآن إلا في (العديد!) من قصص الخيال العلمي.
يمكن للتطبيقات المحتملة لمثل هذه المواد تقريبًا اعتمادًا على الكثافة الحالية التي يمكن أن تستوعبها. يمكن أن تحسن تقريبًا أي شيء يستخدم الكهرومغناطيسية وبالتالي تغيير حياتنا نحو الأفضل على عدة صعد.
مقال ذا صلة: مشاريع الهندسة الكهربائية المبهرة للطلاب الجامعيين
ما هو الموصل الفائق في درجة حرارة الغرفة وماذا حصل
شهدت الأسابيع الثلاثة الماضية صعودًا وسقوطًا دراماتيكيين لمرشح جديد للكأس المقدسة لعلوم المواد: موصل فائق يعمل في درجة حرارة الغرفة. في 22 تموز (يوليو)، أبلغ فريق من الباحثين في كوريا الجنوبية عن النتائج التي توصلوا إليها بشأن مركب أطلقوا عليه اسم “LK-99″، مدعين أن اكتشافه كان “لحظة تاريخية جديدة تمامًا” من شأنها “فتح حقبة جديدة للبشرية”. تبع ذلك نوبة صاخبة من مناقشات الفيزياء عبر الإنترنت ومنشورات سريعة النيران، لكنها سرعان ما تلاشت بعد أسبوعين. يبدو أن “LK-99” كان تمثال نصفي.
كانت المصلحة العامة حول “LK-99” ظاهرة اجتماعية بقدر ما كانت ظاهرة علمية. جذب الحجم الهائل للمناقشات عبر الإنترنت حول لوحات الرسائل والمحادثات الجماعية على ريديت والتطبيق المعروف سابقًا باسم تويتر حالياً أكس، انتباه علماء الأبحاث الذين بدأوا في إجراء عمليات المحاكاة والتجارب لتكرار أو دحض ادعاءات الفريق الكوري. للحظة وجيزة، وجد جمهور كبير من الأشخاص الجدد على الموصلية الفائقة انبهارًا مفاجئًا بمجال متخصص في علم المواد، باحثين عن إجابة لسؤال نادر نادرًا ما يُسمع حتى الآن: هل دخلت الإنسانية للتو عصرًا ذهبيًا جديدًا؟
مقال ذا صلة: أفضل كليات الهندسة الميكانيكية على مستوى العالم
ما هي فوائد هذا الموصل الفائق والتطبيقات الممكنة
عندما تمر الطاقة الكهربائية عبر خط نقل، يُفقد بعضها كحرارة مهدرة، وهي ضريبة منتشرة في كل مكان تفرضها قوانين الطبيعة. إن الإمكانات الخارقة للموصلات الفائقة هي أنها تحمل الكهرباء لمسافات كبيرة بكفاءة مثالية. إذا اكتشفنا يومًا كيفية تصنيعها بسعر رخيص وجعلها تعمل في درجة حرارة الغرفة بدلاً من مئات الدرجات تحت الصفر فقط ، فسيحدث ثورة في اقتصادنا ويساعد في إنقاذ البيئة. يمكن أن تحقق الموصلات الفائقة أيضًا مآثر مثل المجالات المغناطيسية القوية والتحليق في الجو، مما يتيح فئات جديدة من الأجهزة الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر وأنماط النقل.
لسوء الحظ، فإن أعلى درجة حرارة للمواد المعروفة حاليًا بالموصلة الفائقة تفعل ذلك فقط عند -10 درجات بينما تحتاج إلى أن توضع تحت ضغط يبلغ حوالي 1.9 مليون الغلاف الجوي. تتطلب المواد ذات التوصيل الفائق عند الضغط المحيط درجات حرارة أقل من -150 درجة تقريبًا، مما يقصر استخدامها على التطبيقات التي تستحق فيها الهندسة المبردة العناء، مثل التصوير الطبي والفيزياء التجريبية.
مقال ذا صلة: رواتب الهندسة الميكانيكية في جميع أنحاء العالم
تحديات الانتاج واعادة اكتشاف طبيعة المادة
حسنًا، تحتاج الادعاءات غير العادية إلى دليل غير عادي، وحيث تتفكك أشياء كهذه عادة يكون من الصعب تكرارها. لم يكن التحضير التجريبي لـ”LK-99″ معقدًا للغاية على الإطلاق، ولم يستخدم أي مواد أو معدات غريبة بشكل خاص، لذلك كان التوقع هو أن العديد من المختبرات ستحاول على الفور إعادة إنتاجها. هناك دائمًا مضاعفات بالطبع: حتى المؤلفون الأصليون قالوا إن عيناتهم كانت متعددة البلورات وغير متجانسة، وليس هناك توقع بأن المستحضر المبلغ عنه هو الأمثل.
هذا يعني أن النسخ المتماثل قد لا يكون عملية سلسة، ولكنه يعني أيضًا أن الكثير من الناس سيجرونها، مما يزيد من فرص النجاح حتى لو كانت هناك متغيرات لم نقدرها بعد. حتى تلك التي نقدرها (نقاء المواد الأولية، ووجود الأكسجين، وحجم الجسيمات، ومعدل التسخين والتبريد، وحجم/شكل الوعاء) تكفي لتعطيك الكثير من التباين، كما يقال.
كان من المضاعفات الأخرى بعض الاقتتال الداخلي الواضح بين مؤلفي النسخ المسبقة. ظهرت المخطوطتان على مسافة قريبة، أحدهما به ثلاثة مؤلفين والآخر بستة. كما أفهمها (قابلة للتغيير!) التقارير هي أن النسخة الأولية المكونة من ثلاثة مؤلفين قد يتم سحبها، من المفترض أن أحد المؤلفين قد أرسلها دون التشاور مع البعض الآخر، وأن المؤلف المؤلف من ستة مؤلفين قيد الإعداد الآن. التقديم إلى مجلة خاضعة لاستعراض الأقران (تمت مراجعة النسخة التمهيدية نفسها بالفعل). قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن نفهم ما يحدث بالفعل وراء الكواليس.
مقال ذا صلة: يُظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي مواسم الميل والفصول الشديدة لأورانوس
