يمكن الخبر العلمي الأكثر لفتًا للانتباه خلال الأيام الفائتة هو دراسة نشرت في الساينس من كم يوم، تتعلق بتحقيق رصد مباشر لحالة "توصيل فائق" غير تقليدي قد يفتح الباب أمام حلم طال انتظاره، وهو الموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة!
.
هذا الحلم، لو تحقق يوما ما، فهو لا شك جائزة نوبل مضمونة، ومش بس كده، ده هيعني انخفاض "جذري" في سعر الكهربا، وتطبيقات هتنقل العالم ده كله لمستوى آخر.
.
طيب، يعني ايه موصلات فائقة؟
.
الموصلات الفائقة هي مواد تستطيع نقل الكهرباء من دون أي مقاومة، أي أن الإلكترونات تتحرك خلالها بلا فقدان للطاقة على الإطلاق.
.
في الأسلاك العادية، جزء من الطاقة الكهربائية يضيع دائما في صورة حرارة بسبب مقاومة المادة، ولهذا تسخن الأجهزة. لكن في الموصل الفائق، هذه الخسارة تختفي تماما، فيتحول التيار إلى تدفق مثالي يمكنه الاستمرار إلى ما لا نهاية دون بطارية أو مصدر خارجي.
المشكلة أن هذه المواد لا تعمل إلا في درجات حرارة منخفضة جدا، تقترب من الصفر المطلق (273 درجة مئوية تحت الصفر)، مما يتطلب أجهزة تبريد مكلفة ومعقدة.
.
جميل جدا، ايه بقا اللي حصل؟
.
استخدم العلماء من معهد إم آي تي "الغرافين" في تجاربهم، تلك الطبقة الواحدة من ذرات الكربون المرتبة في نمط سداسي يشبه قرص العسل، والذي كان ولا يزال أحد أعاجيب القرن الـ21.
.
لكن حين قرر علماء معهد ماساتشوستس أن يكدّسوا 3 طبقات منه ويلفوها بزاوية دقيقة، حصل شيء مذهل، وهو أن الإلكترونات بدأت تسلك سلوكا جماعيا غير مسبوق.
.
يشرح الفريق أن هذه الزاوية "السحرية" تغيّر تماما الطريقة التي تتحرك بها الإلكترونات داخل المادة، فتجعلها تتصرف كأنها في "عالم كمومي مواز" تسوده تفاعلات مختلفة.
النتيجة، بحسب الدراسة، كانت تيارا كهربائيا يسري دون مقاومة تقريبا، بمعنى أنه يحمل السمة الأساسية لأي موصل فائق.
.
الأهم من ده كله، إن الطريقة الجديدة أثبتت أن الطريق إلي "موصل فائق في درجة حرارة الغرفة" ممكن فعلا من خلال تصميم البنية الذرية بطريقة مختلفة.
.
والسؤال المهم هنا، طب لو حصل ووصلنا لموصل فائق في درجة حرارة الغرفة، يحصل ايه؟
.
ده حلم كبير في الفيزياء، معناه نقل وتوزيع فعال للكهرباء وتقليل إهدار الطاقة وتحسين الكفاءة الكلية للطاقة في كل مكان بالعالم.
.
كمان الموصلات الفائقة ممكن تشيل تيارات مرتفعة للغاية دون فقد للطاقة أو توليد حرارة، وده يعني استخدام في شبكات الطاقة والمحركات الكهربائية والمولدات.
.
أضف لده أن الموصلات الفائقة بتطرد المجال المغناطيسي (تأثير مايسنر)، وده يعني تطبيقات زي قطارات الرفع المغناطيسي (ماج-ليف) والقطع الهندسية منعدمة الاحتكاك، الأمور اللي بعضها حاصل دلوقت فعلا، بس هتبقا بسعر مقبول خالص.
.
كمان المغناطيسات فائقة التوصيل بتولد مجالات مغناطيسية قوية جدا، وده يعني صور أرخص بفارق كبير من التصوير بالرنين ومسرعات الجسيمات ومفاعلات الاندماج النووي.
.
المواد فائقة التوصيل يمكنها تخزين كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية دون أي خسائر بسبب المقاومة، وده معناه أنظمة تخزين طاقة متقدمة، هتفيد في كل شيء.
.
كل ده ولسه متكلمناش عن الحواسيب الكمية، حيث تتمكن هذه المواد من حمل البتات الكمومية (كيوبت) بفاعلية كبيرة.
الخلاصة أنه فتح جديد في تاريخ البشرية، طبعا الحلم لا يزال بعيدا عن التحقق التجاري، فصنع هذه البنية الدقيقة يتطلب تحكما ذريا فائق الدقة في الزوايا، وهو ما يجعل إنتاجها على نطاق واسع مهمة معقدة، تحتاج على الأقل لعقد من الزمن.
.
تجد تغطية سريعة، ورابط الدراسة في التعليقات
