Aus diesem Grund sprechen alle über Raumtemperatur-Supraleiter
Supraleiter bei Raumtemperatur sind ein wissenschaftlicher Heiliger Gral. Sie ähneln wirtschaftlich sinnvollen Kohlenstoffabscheidungen, nuklearen Raketentriebwerken oder energetisch positiven Fusionsreaktionen. Sie sollten machbar sein, wir glauben, dass wir es schaffen können, aber trotz jahrelanger Bemühungen sind wir noch nicht ganz am Ziel angekommen. Allerdings behauptet jetzt jemand, genau das getan zu haben.
Es ist noch früh. Dabei handelt es sich lediglich um Forschungsarbeiten, die noch keinem Peer-Review unterzogen wurden. Aber wenn sie sich als wahr erweisen, wenn es sich um ein Phänomen handelt, das wiederholt werden kann, und insbesondere in der Art und Weise, wie die Autoren der Papiere behaupten, könnten wir an der Schwelle einer technologischen Revolution stehen, die sich auf alles auswirken könnte, von globalen Energienetzen bis hin zum Quantencomputing .
Was sind Raumtemperatursupraleiter?
Supraleiter sind Materialien, die elektrischen Strom leiten können, jedoch keinen Widerstand haben. Während Materialien wie Kupfer und Silber unglaublich effiziente Leiter sind, bieten selbst sie einen leichten Widerstand, der sich in Wärme umwandelt. Das bedeutet, dass irgendwann ein elektrischer Strom innerhalb eines Stromkreises erlischt. Bei einem Supraleiter wäre das nicht der Fall. Theoretisch könnte man einen supraleitenden Schaltkreis mit Energie aufladen und dann die Stromquelle trennen, und dieser Schaltkreis bleibt mit Strom versorgt, bis er auf irgendeine Weise entladen wird oder seinen supraleitenden Zustand verliert.
Das bietet viele spannende Einsatzmöglichkeiten, aber das traditionelle Problem bei Supraleitern besteht darin, dass sie extrem niedrige Temperaturen und/oder hohen Druck erfordern. Um solche Zustände zu erreichen, sind spezielle Geräte und eine Menge konstanter Energie erforderlich, was die praktischen Einsatzmöglichkeiten herkömmlicher Supraleiter äußerst begrenzt.
Raumtemperatursupraleiter sind Supraleiter, die bei Raumtemperatur betrieben werden können. Das hört sich vielleicht oberflächlich an, ist aber genau das, wonach es klingt. Die Schaffung eines Supraleiters ohne die Notwendigkeit extremer Temperaturen oder Drücke wäre ein Durchbruch von atemberaubendem Ausmaß.
Warum reden die Leute jetzt darüber?
Zwei neue Forschungsarbeiten wurden von einem südkoreanischen Team am Quantum Energy Research Center veröffentlicht, das behauptet, Supraleitung nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch bei Umgebungsdruck erreicht zu haben. Dies wäre ein unglaublicher Fortschritt auf diesem Gebiet, da einer der bisher besten Versuche zur Herstellung eines solchen Supraleiters Schwefelwasserstoff war, der bei milden -70 Grad Celsius und einem unvorstellbaren Druck von 1,5 Millionen Bar Supraleitung zeigt.
Die Forscher behaupten, dass ihre modifizierte Version von Bleiapatit dies ohne diese Auflagen geschafft hat. Das sind bedeutsame Neuigkeiten.
Das ist genug, um in der internationalen Physik-Community skeptische Augenbrauen hervorzurufen. Und das aus gutem Grund. Diese Papiere wurden noch nicht von Experten begutachtet, und die in den Papieren aufgestellten Behauptungen sind extrem.
Aber es gibt einige echte Gründe zu glauben, dass diese Papiere wahr sind . Über den festen Standpunkt der Beteiligten hinaus kommt noch die Tatsache hinzu, dass überhaupt zwei Papiere eingereicht wurden. Die erste wurde von Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim und Young-Wan Kwon eingereicht, während die zweite von denselben Personen eingereicht wurde, jedoch mit drei weiteren Mitgliedern ihres Forschungsteams als Autoren. In beiden Artikeln werden ähnlich hochtrabende Behauptungen aufgestellt, aber die Tatsache, dass beim ersten Artikel drei Autoren vertreten waren, ist bezeichnend.
Nur drei Personen können sich einen Nobelpreis teilen. Diese Forscher glauben, dass sie etwas auf der Spur sind, und das ist möglicherweise auch der Fall.
Das Team veröffentlichte außerdem ein Video, das angeblich das Material – das sie LK-99 nannten – zeigt, wie es über einem Magneten schwebt. Solche Videos sind für viele Forschungseinrichtungen und Universitäten keine Seltenheit, aber flüssiger Stickstoff ist nicht in Sicht.
Es gibt jedoch viele skeptische Physiker, die zur Vorsicht mahnen. Einige, hervorgehoben von PhysicsWorld , weisen darauf hin, dass das Video ohne Supraleitung hätte erstellt werden können und dass es in dem Papier einige Unstimmigkeiten gebe. Es reicht jedoch nicht aus, die Ergebnisse völlig zu ignorieren, was bedeutet, dass die wissenschaftliche Welt mit angehaltenem Atem darauf wartet, herauszufinden, wie genau diese Arbeiten sind.
Wenn sie auch nur annähernd ihren Behauptungen entsprechen, könnte die Welt an der Schwelle zu echten Veränderungen stehen.
Was könnten Raumtemperatur-Supraleiter leisten?
Supraleiter könnten auf vielfältige Weise genutzt werden, um der Menschheit zu nützen und Wissenschaft und Technologie sprunghaft voranzutreiben, doch für den Einsatz außerhalb spezifischer, typischerweise Laborbedingungen, sind sie traditionell völlig unpraktisch. Raumtemperatur-Supraleiter würden jedoch in sehr kurzer Zeit eine Fülle unglaublich spannender Fortschritte ermöglichen.
Die widerstandslose Natur von Supraleitern würde es uns ermöglichen, das Stromnetz zu revolutionieren und Verschwendung durch Materialwiderstand zu vermeiden. Dadurch sinkt der weltweite Stromverbrauch dramatisch, was die Ziele, die Welt auf Netto-Null zu bringen, massiv beschleunigt. Besser noch, es ermöglicht eine noch nie dagewesene Übertragung von Energie über große Entfernungen. Es würde Solarpanel-Projekte in der Sahara-Wüste oder eine weltweite gemeinsame Nutzung des Stromnetzes ermöglichen.
Supraleiter können Magnete schweben lassen. Damit könnte eine neue Generation von Magnetschwebefahrzeugen entwickelt werden, beginnend mit Zügen. Dies könnte zu einer Revolution im kostengünstigen, extrem schnellen Transport führen, die die Art und Weise, wie wir alle reisen, für immer verändern könnte. Es könnte auch zu effizienteren Elektrofahrzeugen mit größerer Reichweite führen, die schneller aufladen und länger halten. In der Teilchenphysik könnten Supraleiter dazu beitragen, eine neue Generation von Teilchenbeschleunigern zu bauen, ohne die damit verbundenen enormen Kosten für Energie und Baumaterialien, die bei herkömmlichen Konstruktionen erforderlich sind.
Im Computerbereich könnten Supraleiter dazu beitragen, eine neue Generation von Quantencomputern zu entwickeln, uns dabei helfen, das Mooresche Gesetz noch ein wenig aufrechtzuerhalten und große Fortschritte in Bereichen wie der KI-Entwicklung zu erzielen. In der Medizin könnten Supraleiter kleinere, günstigere und effizientere MRT-Geräte ermöglichen.
Das ist nur die Spitze des Eisbergs. Bei Raumtemperatur-Supraleitern handelt es sich um eine Zukunftstechnologie, deren Umsetzung zweifellos unzählige unbekannte Vorteile mit sich bringt, die wir erst noch entdecken müssen.
Was jetzt?
Jetzt warten wir. Die Papiere wurden Mitte Juli 2023 veröffentlicht und sind zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels noch sehr aktuell. Es gibt kein Peer-Review, um ihre Ergebnisse zu bestätigen, aber es gibt viele Einzelpersonen und Organisationen auf der ganzen Welt, die jetzt versuchen, ihre Behauptungen zu beweisen oder zu widerlegen. Glücklicherweise müssen wir nicht lange warten, bis wir hören, dass jemand anderes erreicht hat, was er angeblich getan hat.
Eine wichtige Erkenntnis aus dem Papier – und ein Punkt, der diejenigen, die seine Behauptungen nachahmen wollen, noch aufregender macht – ist, dass das Team in Seoul nicht nur angeblich Supraleiter bei Raumtemperatur erzeugt hat, sondern dies auch mit relativ einfacher Technologie. Es ist kein einfacher Prozess, da die Herstellung des Materials tagelange Arbeit erfordert, aber es erfordert nicht viel Spezialausrüstung und kann offenbar bei relativ niedrigen Temperaturen für diese Art von Forschung hergestellt werden.
Das sollte bedeuten, dass das Phänomen bei einer großen Anzahl von Organisationen auf der ganzen Welt wiederholt werden könnte. Wir warten jetzt ab, ob sie es können und es auch tun.