Supermagneet verandert vacuüm in supergeleider

Share Button

Volgens een bizarre, maar kwantummechanisch correcte theorie hoeven we helemaal niet zoveel moeite te doen om een materiaal te vinden dat op hoge temperatuur supergeleidend is. Met een extreem sterk magnetisch veld bereiken we hetzelfde effect, stelt Maxim Chernudub.

Hoe werkt het principe?
Het vacuüm is niet zo leeg als tussen het verdwijnen van de ethertheorie tot de komst van de kwantummechanica werd gedacht.  Wat op het eerste gezicht leeg lijkt, is in werkelijkheid gevuld met een ‘zee’  van virtuele spookdeeltjes die een fractie van een seconde bestaan en dan uiteenvallen. De effecten hiervan zijn al meer dan een halve eeuw geleden beschreven door de Nederlandse natuurkundige Hendrik Casimir.
Zodra een sterk veld in een vacuüm ontstaat, wordt er energie toegevoerd en zullen bepaalde virtuele deeltjes reëel worden. Elektrisch geladen virtuele deeltjes hebben een magnetisch spinmoment waardoor ze zich volgens de veldlijnen zullen polariseren. Deze deeltjes vormen een condensaat – ze gedragen zich als één geheel. Dat wat gebeurt in een supervloeistof of supergeleider.

Tot nu toe werden de berekeningen uitgevoerd waarbij rekening werd gehouden met W-bosonen. W-bosonen, de vectordeeltjes van de zwakke kernkracht, zijn extreem zwaar – honderd keer zo zwaar als het proton – en kunnen alleen in zeer zware deeltjesversnellers worden geproduceerd. Met andere woorden: een magneetveld creëren om een condensaat van W-bosonen uit het Niets te trekken is theoretisch vrijwel onmogelijk. Chernodub is bij zijn nieuwe berekeningen echter uitgegaan van rho-mesonen. Deze exotische deeltjes bestaan uit twee quarks: een upquark en een anti-downquark en zijn ongeveer 80% zo zwaar als een proton of neutron.

Met supergeleidend vacuüm zou je in principe enorme hoeveelheden energie uit de ruimte naar de aarde kunnen transporteren.

Met supergeleidend vacuüm zou je in principe enorme hoeveelheden energie uit de ruimte naar de aarde kunnen transporteren.

Hoe sterk moet het magnetisch veld hiervoor zijn?
Extreem sterk, althans zo mag je 1016 tesla noemen. Tesla is de SI-eenheid voor magnetische veldsterkte. Om een intuïtieve indruk te krijgen: het aardmagnetisch veld is enkele tientallen microtesla. De allersterkste permanente magneten halen met pijn en moeite aan hun oppervlak 1,2 tesla. Met vijftien tesla kan je een kikker laten zweven – een experiment waarmee de latere Nobelprijswinnaar Andre Geim de IgNobel prijs won. De monsterlijke grote supergeleidende elektromagneten die worden gebruikt in deeltjesversnellers en tokamaks halen maximaal 22 tesla. Het record (voor korte duur) staat op 100 tesla.
Russische onderzoekers haalden met een explosie voor zeer korte tijd 2800 tesla. De sterkste magneetvelden die we kennen in het universum zijn die rond de allersterkste magnetars, magnetische pulsars: 1011 tesla.

Dat dus maal honderdduizend. Hier zitten we dus nog een factor tien biljoen vanaf.  Gelukkig maar aan een kant, want zulke magnetische velden slaan zelfs atoomkernen in gruzelementen.
Volgens sommige theoretici heersten deze omstandigheden vlak na de Big Bang. Klopt dat, dan zouden de sporen zichtbaar moeten zijn in de achtergrondstraling en in de verdeling van materie in het heelal.

Wat zou je met supergeleidend vacuüm kunnen doen?
Een door zijn collega Kharzeev voorgestelde toepassing is het toevoeren van enorme hoeveelheden zonne-energie naar de aarde via deze gewichtsloze supergeleider. De hoeveelheid zonne-energie die op aarde neerkomt is weliswaar enorm, maar slechts een minuscule fractie van wat de zon uitzendt. Het verschil tussen een Kardashev-I en een Kardashev-II beschaving. Wel zou je dan verbijsterend grote hoeveelheden afvalwarmte moeten dumpen in de ruimte om op het op aarde leefbaar te houden.  Vermoedelijk is dit systeem alleen interessant voor Kardashev-II of Kardashev-III beschavingen om de energie van complete sterren of zwarte gaten lichtjaren ver weg te sturen voor een of ander wormgat of doomsday wapen. Ook moet men niet vergeten dat er behoorlijk wat energie in het vacuüm wordt gepompt op deze manier. En wie goed heeft opgelet tijdens de natuurkundeles: energie en massa zijn equivalent, dus die gewichtloosheid valt tegen…

Bron
New Scientist

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

2 reacties

  1. its me schreef:

    welk effect hebben die gigantisch sterke magneten op het magnetisch veld van de aarde dan?

  2. Bemoeier schreef:

    Het magnetisch veld van een magnetar wordt op 1000 kilometer afstand dodelijk, dus die supermagneet moet dan zeker wel een vet stuk de ruimte in ?

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger