Boaz Almog "levitates" a superconductor

Boaz Almog hace “levitar" un superconductor

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Traductor: Sebastian Betti Revisor: FABIO PADILLA

The phenomenon you saw here for a brief moment

El fenómeno que vieron por unos momentos

is called quantum levitation and quantum locking.

se llama levitación cuántica o bloqueo cuántico.

And the object that was levitating here

Y el objeto que estaba levitando

is called a superconductor.

se llama superconductor.

Superconductivity is a quantum state of matter,

La superconductividad es un estado cuántico de la materia

and it occurs only below a certain critical temperature.

y se da solo bajo ciertas temperaturas críticas.

Now, it's quite an old phenomenon;

Pero es un fenómeno bastante viejo;

it was discovered 100 years ago.

fue descubierto hace 100 años.

However, only recently,

Sin embargo, debido a varios

due to several technological advancements,

avances tecnológicos recientes,

we are now able to demonstrate to you

ahora podemos mostrarles

quantum levitation and quantum locking.

la levitación y el bloqueo cuánticos.

So, a superconductor is defined by two properties.

Un superconductor está definido por dos propiedades.

The first is zero electrical resistance,

La primera es la resistencia eléctrica nula

and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor.

y la segunda es la expulsión de un campo magnético desde el interior del superconductor.

That sounds complicated, right?

Suena complicado, ¿verdad?

But what is electrical resistance?

Pero, ¿qué es la resistencia eléctrica?

So, electricity is the flow of electrons inside a material.

La electricidad es el flujo de electrones por el interior de un material.

And these electrons, while flowing,

Y estos electrones, al fluir,

they collide with the atoms, and in these collisions

colisionan con los átomos y en estas colisiones

they lose a certain amount of energy.

pierden una determinada cantidad de energía.

And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect.

Disipan esta energía en forma de calor y ya conocen ese efecto.

However, inside a superconductor there are no collisions,

No obstante, en el interior de un superconductor no hay colisiones

so there is no energy dissipation.

y por ende no hay disipación de energía.

It's quite remarkable. Think about it.

Es extraordinario. Piénsenlo.

In classical physics, there is always some friction, some energy loss.

En la física clásica siempre hay fricción y se pierde algo de energía.

But not here, because it is a quantum effect.

Pero aquí no, porque es un efecto cuántico.

But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields.

Pero eso no es todo, porque a los superconductores no les gustan los campos magnéticos.

So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside,

Por eso un superconductor trata de expulsar el campo magnético desde el interior

and it has the means to do that by circulating currents.

y lo hace mediante la circulación de corrientes.

Now, the combination of both effects --

La combinación de ambos efectos

the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --

-la expulsión de los campos magnéticos y la resistencia eléctrica nula-

is exactly a superconductor.

es precisamente un superconductor.

But the picture isn't always perfect, as we all know,

Pero no todo es perfecto, como sabemos,

and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.

y a veces quedan residuos de campo magnético dentro del superconductor.

Now, under proper conditions, which we have here,

En las condiciones apropiadas, que aquí tenemos,

these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor.

esos campos magnéticos pueden quedar atrapados en el superconductor.

And these strands of magnetic field inside the superconductor,

Y estos campos del interior del superconductor

they come in discrete quantities.

están en cantidades discretas.

Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics.

¿Por qué? Porque es un fenómeno cuántico. Es física cuántica.

And it turns out that they behave like quantum particles.

Y resulta que se comportan como partículas cuánticas.

In this movie here, you can see how they flow one by one discretely.

En esta película pueden ver cómo fluyen uno a uno, en forma discreta.

This is strands of magnetic field. These are not particles,

Estos son residuos de campo magnético. No son partículas,

but they behave like particles.

pero se comportan como partículas.

So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.

Por esta razón el efecto se llama levitación cuántica o bloqueo cuántico.

But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field?

Pero, ¿qué le pasa al superconductor cuando lo ponemos en de un campo magnético?

Well, first there are strands of magnetic field left inside,

Bueno, primero hay residuos de campo magnético en el interior

but now the superconductor doesn't like them moving around,

pero ahora el superconductor no quiere que se muevan

because their movements dissipate energy,

porque sus movimientos disipan energía

which breaks the superconductivity state.

y eso rompe el estado de superconductividad.

So what it actually does, it locks these strands,

Entonces, bloquea esos cuantos de campo magnético,

which are called fluxons, and it locks these fluxons in place.

denominados fluxones, y los bloquea en el lugar.

And by doing that, what it actually does is locking itself in place.

Y, al hacerlo, realmente se autobloquea.

Why? Because any movement of the superconductor will change their place,

¿Por qué? Porque cada movimiento del superconductor cambiará su posición,

will change their configuration.

cambiará su configuración.

So we get quantum locking. And let me show you how this works.

Así, obtenemos el bloqueo cuántico. Les mostraré su funcionamiento.

I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough.

Aquí tengo un superconductor, que he envuelto para que permanezca frío bastante tiempo.

And when I place it on top of a regular magnet,

Y si lo coloco en la parte superior de un imán común

it just stays locked in midair.

queda bloqueado en el aire.

(Applause)

(Aplausos)

Now, this is not just levitation. It's not just repulsion.

Pero no es simple levitación. Tampoco es sólo repulsión.

I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration.

Reconfigurando los fluxones, quedan bloqueados en esta nueva posición.

Like this, or move it slightly to the right or to the left.

De esta manera, lo movemos a la izquierda o a la derecha.

So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor.

Es un bloqueo cuántico, en realidad, un bloqueo tridimensional del superconductor.

Of course, I can turn it upside down,

Claro, puedo darle vuelta,

and it will remain locked.

y quedará bloqueado.

Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking,

Ahora que ya entendimos que esta denominada levitación en realidad es un bloqueo

Yeah, we understand that.

-sí, lo entendemos-

You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet,

no les sorprenderá saber que si tomo este imán circular,

in which the magnetic field is the same all around,

que tiene un campo magnético uniforme,

the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet.

el superconductor podrá rotar libremente por el eje del imán.

Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained.

¿Por qué? Porque mientras rota, se mantiene el bloqueo.

You see? I can adjust and I can rotate the superconductor.

¿Lo ven? Puedo ajustarlo y rotar el superconductor.

We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.

Tenemos un movimiento sin fricción. Sigue levitando, pero puede moverse libremente.

So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet.

Entonces, hay bloqueo cuántico y levitación encima del imán.

But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this?

Pero, ¿cuántos fluxones, cuántos cuantos magnéticos hay en un disco como este?

Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot.

Bueno, podemos calcularlo, y resultan ser muchos.

One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.

Cien mil millones de cuantos de campo magnético dentro de este disco de casi 8 cm.

But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet.

Y, sin embargo, eso no es lo sorprendente. Hay algo que no les he contado todavía.

And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here

Y, sí, lo sorprendente es que este superconductor que ven aquí

is only half a micron thick. It's extremely thin.

sólo tiene medio micrón de espesor. Es extremadamente delgado.

And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight.

Esta capa extremadamente delgada es capaz de levitar más de 70 000 veces su propio peso.

It's a remarkable effect. It's very strong.

Es un efecto notable. Es muy fuerte.

Now, I can extend this circular magnet,

Ahora, puedo extender este imán circular,

and make whatever track I want.

y construir la pista que quiera.

For example, I can make a large circular rail here.

Por ejemplo, puedo hacer un carril circular aquí.

And when I place the superconducting disk on top of this rail,

Y cuando coloco el disco superconductor sobre este riel,

it moves freely.

se mueve libremente.

(Applause)

(Aplausos)

And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate,

Y, nuevamente, eso no es todo. Puedo ajustar su posición así, y rotarlo,

and it freely moves in this new position.

y se mueve libremente en esta nueva posición.

And I can even try a new thing; let's try it for the first time.

Y puedo probar algo más; intentémoslo por primera vez.

I can take this disk and put it here,

Puedo tomar este disco y ponerlo aquí,

and while it stays here -- don't move --

y mientras está aquí -no te muevas-

I will try to rotate the track,

trataré de rotar la pista

and hopefully, if I did it correctly,

y, con suerte, si lo hice bien,

it stays suspended.

queda suspendido.

(Applause)

(Aplausos)

You see, it's quantum locking, not levitation.

Ya ven, es bloqueo cuántico, no levitación.

Now, while I'll let it circulate for a little more,

Mientras hago que circule un poco más,

let me tell you a little bit about superconductors.

les contaré un poco más de los superconductores.

Now -- (Laughter) --

Ahora... (Risas)

So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors,

Ahora que sabemos que podemos transferir gran cantidad de corriente por los superconductores,

so we can use them to produce strong magnetic fields,

podemos usarlos para producir grandes campos magnéticos,

such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on.

como los necesarios en los resonadores magnéticos, en aceleradores de partículas, etc.

But we can also store energy using superconductors,

Pero con los superconductores también se puede almacenar energía

because we have no dissipation.

porque no hay disipación.

And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations.

Y también podríamos producir cables, transferir grandes cantidades de corriente entre centrales eléctricas.

Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable.

Imaginen que pudieran respaldar una central eléctrica con un simple cable superconductor.

But what is the future of quantum levitation and quantum locking?

¿Cuál es el futuro de la levitación cuántica y del bloqueo cuántico?

Well, let me answer this simple question by giving you an example.

Responderé esta pregunta con un ejemplo.

Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand,

Supongan que tienen un disco como el que tengo aquí en mi mano,

three-inch diameter, with a single difference.

de unos 8 cm de diámetro, con una sencilla diferencia.

The superconducting layer, instead of being half a micron thin,

La capa superconductora, en vez de ser de medio micrón de espesor,

being two millimeters thin, quite thin.

es de dos milímetros, bastante delgada.

This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand.

Esta capa superconductora de dos milímetros de espesor podría sostener una tonelada, un coche pequeńo, en mi mano.

Amazing. Thank you.

Increíble. Gracias.

(Applause)

(Aplausos)