Tolle Entdeckung! Ein Material namens LK-99 erreichte bei Raumtemperatur eine unglaubliche Leitfähigkeit
Supraleiter gelten als eine der aufregendsten und potenziellsten Entdeckungen der wissenschaftlichen Welt der letzten Jahre. Diese speziellen Geräte reduzieren den elektrischen Widerstand auf nahezu Null und haben das Potenzial, in vielen Bereichen Revolutionen auszulösen, von intelligenten Geräten bis hin zur Energieübertragung.
Die Supraleitertechnologie kann grundlegende Veränderungen in den Bereichen Energieeffizienz, Transport, Medizin, Informationsverarbeitung und vielen anderen Zukunftsbereichen mit sich bringen.
Supraleiter sind Materialien, die bei angemessener Temperatur eine besondere Kristallstruktur aufweisen. Diese Temperatur kann für jeden Supraleiter unterschiedlich sein, sie arbeiten jedoch im Allgemeinen bei sehr niedrigen Temperaturen, das heißt nahe dem absoluten Nullpunkt.
Dadurch können diese hervorragenden Leiter bei niedrigen Temperaturen unglaubliche elektrische Eigenschaften aufweisen.
Das LK-99 genannte Material erreichte bei Raumtemperatur eine hervorragende Leitfähigkeit
Wenige Stunden nach der Veröffentlichung des Vorabdrucks auf arXiv.org sorgten zwei von einem Team von Wissenschaftlern in Südkorea erstellte Artikel für großes Aufsehen.
Das unglaubliche Argument der Forscher ist, dass sie ein Gerät namens LK-99 entdeckt haben, das unter alltäglichen Bedingungen bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck Strom perfekt leiten kann.
Warum ist dieses Element wichtig?
Ein Element, das bei Raumtemperatur hervorragend leitfähig ist, ist aufgrund seines Potenzials zur Transformation mehrerer Technologien äußerst wertvoll.
Solche Elemente könnten ein wunderbar effizientes Stromnetz, schwebende Züge und kommerziell nutzbare Fusionsreaktoren ermöglichen.
Die Autoren schrieben, dass ihre Entdeckung „ein brandneues historisches Ereignis sein wird, das eine neue Ära für die Menschheit eröffnet“. Doch seine Experimente wurden bisher von der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht ausreichend untersucht, und seine Suche nach einem bahnbrechenden Supraleiter ist nachweislich gescheitert.
Wenn die Thesen südkoreanischer Forscher wahr sind, könnten wir in Zukunft auf unglaubliche Entdeckungen stoßen.
Warum das so wichtig ist, erklärt der Twitter-Account „hurricane“, der auf Twitter Geschichten über künstliche Intelligenz und Robotik teilt:
Allein in der Türkei werden jedes Jahr schätzungsweise 18 bis 24 Milliarden kWh Strom aufgrund von Übertragungs- und Verteilungsverlusten verschwendet. Dies entspricht drei Reaktoren des Kernkraftwerks Akkuyu, die rund um die Uhr in Betrieb sind. Die hervorragende Leitfähigkeit gewährleistet eine verlustfreie elektrische Übertragung bei hohen Spannungen und Strömen.
Den Forschern zufolge lässt sich LK-99 mit Laborgeräten äußerst einfach in etwa 34 Stunden herstellen. Dadurch lässt es sich sehr einfach skalieren.
Quantencomputer nutzen Supraleiter, um die Kohärenz in Qubits aufrechtzuerhalten. Kleine Änderungen der Raumtemperatur und des Drucks können zu Fehlfunktionen des Computers führen. Dank LK-99 werden Quantencomputer nun jedoch für jedermann verfügbar sein.
„Reichweiten von Elektrofahrzeugen werden steigen“
Durch die Erwärmung entladen sich die Batterien von Elektrofahrzeugen sehr schnell. Durch die Verhinderung der Batterieerwärmung durch hervorragende Leiter wird die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöht und die Ladezeiten verkürzt.
Das Gleiche gilt für unsere Telefone und Computer. Dank der hervorragenden Leiter gibt es jetzt keinen Widerstandsverlust, sodass Ihr Telefon nicht heiß wird und Sie keine Kühlventilatoren an Ihren Computern benötigen.
Supraleiter können starke Magnetfelder erzeugen. Dies könnte die Qualität und Empfindlichkeit medizinischer Bildgebungstechnologien wie der MRT deutlich verbessern. Das bedeutet, dass MRT-Geräte nun empfindlicher und zugänglicher sein werden.
Magnetschwebesysteme, die dank überlegener Leiter bei Raumtemperatur Objekte ohne Luftreibung bewegen können, werden sich entwickeln und verbreitet werden. LK-99 wird die Effizienz und Geschwindigkeit von Hochgeschwindigkeitszügen und anderen Transportsystemen erhöhen.
Diese neue Technologie, die wahrscheinlich den diesjährigen Nobelpreis für Physik gewinnen wird, hat auch das Potenzial, viele undenkbare innovative Anwendungen wie Elektroflugzeuge, effektivere Windturbinen und effizientere Solarmodule zu ermöglichen.
Geschichte der Supraleiter
Wenn Elektronen durch ein normales leitfähiges Material wie Aluminiumdraht fließen, prallen sie von den Atomen ab und verhalten sich wie zusammenstoßende Autos. All dieses Abprallen erzeugt Widerstand, der den elektrischen Strom verringert.
Wenn dieser Aluminiumdraht jedoch auf etwa ein Kelvin über dem absoluten Nullpunkt (-459 Grad Fahrenheit) abgekühlt wird, passiert etwas Seltsames: Elektronen kommen paarweise zusammen und gleiten reibungslos und ohne Widerstand zwischen den Aluminiumatomen.
Im Jahr 1987 entdeckten Forscher die ersten „Hochtemperatur“-Wunderleiter, die auf 77 Kelvin (-321 Grad F) gekühlt werden mussten, eine Temperatur, die mit billigem und reichlich vorhandenem flüssigem Stickstoff leicht erreichbar war.
Diese Materialien waren im wörtlichen und übertragenen Sinne spannend und lösten bei Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit Begeisterung für die Möglichkeiten der heißeren Supraleitung aus.
Diese Begeisterung ließ jedoch nach, als die Fortschritte langsamer wurden und „Hochtemperatur“-Supraleiter in den kalten Temperaturen gefangen waren.
Im letzten Jahrzehnt haben Forscher nach einer Alternative gesucht: Sie entdeckten wasserstoffbasierte Verbindungen, die bei relativ warmen Temperaturen hervorragende Leiter sind. – aber nur, wenn es auf einen Druck von mehr als einer Million Atmosphären komprimiert wird.
Die Aufrechterhaltung solch hoher Drücke ist noch schwieriger als die Aufrechterhaltung sehr niedriger Temperaturen.
Was versprechen die neuesten Thesen?
Kommen wir zurück zum Hauptthema unserer Nachrichten: südkoreanische Wissenschaftler. Forscher sagen, dass LK-99, eine Verbindung aus Blei, Kupfer, Phosphor und Sauerstoff, bei Temperaturen über 400 Kelvin (260 Grad F) und Umgebungsdruck ein Supraleiter ist.
Sie geben auch eine detaillierte Beschreibung der Herstellung rosinengroßer Pellets aus der Verbindung, die das Mischen präziser Anteile pulverförmiger Zutaten und das anschließende Backen der Mischung bei hohen Temperaturen erfordert.
Die Autoren sagten, sie hätten auch LK-99 getestet und festgestellt, dass sein elektrischer Widerstand stark um etwa 378 Kelvin (220 Grad Fahrenheit) abfiel und dann bei etwa 333 Kelvin (140 Grad Fahrenheit) fast Null erreichte.
Obwohl ein elektrischer Widerstand von Null das Kennzeichen einer hervorragenden Leitfähigkeit ist, sind weitere Tests erforderlich, um einen echten Supraleiter zu bestätigen. Ein solcher Test betrifft den Meissner-Effekt: Da ein Supraleiter Magnetfelder ausstößt, stößt er andere Magnete ab, wodurch der ikonische Levitationseffekt entsteht.
Einige Wissenschaftler sind skeptisch
Wunderbare Argumente, die einer genaueren Prüfung nicht standhalten, plagen das Gebiet der Supraleitung schon lange.
Nachdem 1987 entdeckt wurde, dass eine Verbindung namens YBCO bei hohen Temperaturen ein ausgezeichneter Leiter ist, glaubten einige Forscher, Hinweise darauf zu sehen, dass die Verbindung bei Raumtemperatur eine ausgezeichnete Leitfähigkeit entwickelte. Bei genauerer Untersuchung stellte sich jedoch heraus, dass dies nicht der Fall war der Fall.
Die Liste der einst vielversprechenden Fehlschläge geht weiter: Aluminium- und Kohlenstoffsandwiches, Kupferchlorid, Verbindungen auf Ammoniakbasis und mehr.
Ranga Dias, ein Physiker von der Universität Rochester, hat kürzlich viele Thesen über Supraleiter bei Raumtemperatur aufgestellt. Allerdings beschädigten Rücknahmen und Vorwürfe wissenschaftlichen Fehlverhaltens die Glaubwürdigkeit dieser Erkenntnisse.
All dies lässt Zweifel an neuen Berichten über spektakuläre Leitfähigkeit bei Raumtemperatur aufkommen – insbesondere an solchen, die noch nicht umfassend durch Fachgutachten untersucht wurden.
Bei diesem jüngsten Vorfall gaben einige Details in den vorgedruckten Dokumenten der südkoreanischen Gruppe Anlass zur Sorge. James Hamlin, ein Physiker an der University of Florida, weist auf Merkwürdigkeiten bei der Messung der magnetischen Eigenschaften von LK-99 hin, die ihn zum Nachdenken bringen.
Es gibt etwas Seltsames in der Arbeit
Als Doug Natelson, ein Physiker an der Rice University, während eines Interviews für diese Geschichte Vorabdrucke durchsah, bemerkte er etwas noch Seltsameres.
Beide Papiere enthalten ein Datendiagramm, das die magnetischen Eigenschaften von LK-99 detailliert beschreibt. Beide Diagramme stammen aus demselben Informationssatz und sollten daher identisch sein – aber das Diagramm auf einem Blatt Papier hat eine Y-Achse mit einem Maßstab, der etwa 7.000-mal größer ist als der des anderen.
Diese Art von Inkonsistenz beweist zwar nichts, deutet aber zumindest auf einen besorgniserregenden Mangel an Korrekturlesen hin. Scientific American hat die südkoreanische Gruppe um einen Kommentar gebeten, zum Redaktionsschluss jedoch noch keine Antwort erhalten.
Während eifrige unabhängige Teams versuchen, die Arbeit des südkoreanischen Teams nachzuahmen, erfordert es Geduld, endgültige Antworten darüber zu erhalten, was bei LK-99 wirklich vor sich geht.
Da die Synthese von LK-99 leicht zu definieren ist, können Ergebnisse innerhalb der nächsten Tage oder Wochen vorliegen.
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