Boaz Almog "levitates" a superconductor

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Translator: David Machakhelidze Reviewer: George Tsaava

The phenomenon you saw here for a brief moment

ფენომენი, რომელსაც თქვენ ახლა აკვირდებოდით,

is called quantum levitation and quantum locking.

არის კვანტური ლევიტაცია და კვანტური საკეტი.

And the object that was levitating here

ობიექტი, რომელიც აქ ლევიტირებდა,

is called a superconductor.

არის ზეგამტარი.

Superconductivity is a quantum state of matter,

ზეგამტარობა - მატერიის კვანტური მდგომარეობა (მატერიის მეხუთე მდგომარეობა),

and it occurs only below a certain critical temperature.

რომელიც ვლინდება მხოლოდ გარკვეული კრიტიკული ტემპერატურის ქვევით.

Now, it's quite an old phenomenon;

სხვათაშორის, ეს საკმაოდ ცნობილი ფენომენია;

it was discovered 100 years ago.

ის პირველად 100 წლის წინ აღმოაჩინეს

However, only recently,

მაგრამ მხოლოდ ახლახან,

due to several technological advancements,

მაღალი ტექნოლოგიების განვითარების შედეგად,

we are now able to demonstrate to you

ჩვენ შეგვიძლია გაჩვენოთ თქვენ

quantum levitation and quantum locking.

კვანტური ლევიტაციისა და კვანტური საკეტის ეფექტი.

So, a superconductor is defined by two properties.

ამგვარად, ზეგამტარი განისაზღვრება ორი თვისებით:

The first is zero electrical resistance,

პირველი: ნულოვანი წინაღობა ელექტრულ ველში,

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

მეორე: მაგნიტური ველის გამოდევნა (მაგნიტური ველი ვერ შედის მასში)

That sounds complicated, right?

რთულად ჟღერს, მართლა?

But what is electrical resistance?

მაგრამ რა არის ელექტრული წინაღობა?

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

ელექტრული დენი - ეს არის ელექტრონების ნაკადი მატერიალის შიგნით.

And these electrons, while flowing,

ეს ელექტრონები, სანამ მოძრაობენ,

they collide with the atoms, and in these collisions

ეჯახებიან ატომებს და ამ დაჯახებების დროს

they lose a certain amount of energy.

იკარგება ენერგიის გარკვეული რაოდენობა.

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

ელექტრონები ამ ენერგიას სითბოს სახით ავრცელებენ და თქვენ ყველამ იცით ეს ეფექტი.

However, inside a superconductor there are no collisions,

მიუხედავად ამისა, ზეგამტარის შიგნით ასეთი შეჯახებები არ არის,

so there is no energy dissipation.

ამიტომაც ენერგია არ იკარგება.

It's quite remarkable. Think about it.

ეს შესანიშნავია, უბრალოდ დაფიქრდით ამაზე.

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

კლასიკურ ფიზიკაში ყოველთვის არის ხახუნი, ანუ ენერგიის დანაკარგი.

But not here, because it is a quantum effect.

მაგრამ არა ჩვენს შემთხვევაში, კვანტური ეფექტისას.

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

და ეს ყველაფერი არ არის: ზეგამტარებს არ უყვართ მაგნიტური ველი.

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

აქედან გამომდინარე, ზეგამტარი შეეცდება გამოდევნოს მისგან მაგნიტური ველი,

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

ამას ის ელექტრული დენის ცირკულაციით გააკეთებს.

Now, the combination of both effects --

და აი, ვღებულობთ ორი ეფექტის შერწყმას:

the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --

შეუღწევადობა მაგნიტური ველისათვის და ნულოვანი წინაღობა ელექტრულ ველში -

is exactly a superconductor.

აი, რა არის ზეგამტარი.

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

ჩვენ ასევე ვიცით, რომ იდეალური არაფერი გამოდის,

and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.

ზოგჯერ მაგნიტური ველის ხაზები ზეგამტარში რჩება.

Now, under proper conditions, which we have here,

და შესაბამისი პირობების შემთხვევაში, რომელიც ჩვენ აქ გვაქვს,

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

მაგნიტური ველის ეს ხაზები შეიძლება ზეგამტარის შიგნით ჩაიკეტოს.

And these strands of magnetic field inside the superconductor,

მაგნიტური ველის ეს "ძაფები" ზეგამტარის შიგნით

they come in discrete quantities.

დისკრეტულია (ულუფებია)

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

რატომ? იმიტომ რომ ეს არის კვანტური ფენომენი, კვანტური ფიზიკა.

And it turns out that they behave like quantum particles.

და გამოდის, რომ მაგნიტური ველის ეს ხაზები იქცევიან, როგორც კვანტური ნაწილაკები.

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

კლიპში ჩანს თუ როგორ მოძრაობენ ისინი ერთმანეთის მიყოლებით დისკრეტულად (ულუფებად)

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

ეს არის მაგნიტური ველის ხაზები. ეს არ არის ნაწილაკები,

but they behave like particles.

მაგრამ ისინი ნაწილაკებივით იქცევიან.

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

ზუსტად ამიტომაც ვუწოდებთ ჩვენ ამ ეფექტს კვანტური ლევიტაციასა და კვანტურ საკეტს.

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

რა მოსდით ზეგამტარებს, როცა ჩვენ მათ მაგნიტურ ველში ვათავსებთ?

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

პირველ რიგში, მაგნიტური ველის ძალწირები შიგნით "ზიან",

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

და ზეგამტარს არ უნდა რომ ისინი იქ მოძრაობდნენ,

because their movements dissipate energy,

იმიტომ, რომ ასეთ მოძრაობას ენერგიის დაკარგვა მოყვება,

which breaks the superconductivity state.

რაც ზეგამტარობის მდგომარეობას არღვევს.

So what it actually does, it locks these strands,

და ზეგამტარი ბლოკავს ამ ძალწირებს,

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

რომლებსაც ფლუქსონებს ვუწოდებთ, ანუ ამწყვდევს ფლუქსონებს ადგილზე.

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

ამავდროულად ის საკუთარ თავსაც აფიქსირებს მუდმივ მდგომარეობაში.

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

რატომ? იმიტომ რომ ზეგამტარის ნებისმიერი მოძრაობა

will change their configuration.

შეცვლის ხაზის მდებარეობას და კონფიგურაციას.

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

ასე ჩვენ ვღებულობთ კვანტურ საკეტს. მოდით გაჩვენებთ თუ როგორ მუშაობს ეს.

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

აი მე მაქვს ზეგამტარი, რომელიც მე აზოტში შევინახე, რომ არ გამთბარიყო.

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

როცა მე მას ჩვეულებრივი მაგნიტის ზევით ვათავსებ,

it just stays locked in midair.

ის თითქოს ეკიდება ჰაერში.

(Applause)

(აპლოდისმენტები)

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

ეს არა მხოლოდ ლევიტაციასს. ეს არა უბრალოდ განზიდვაა.

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

მე შემიძლია ფლუქსონების პოზიციის შეცვლა და ის ისევ "ჩაიკეტება" ახალ მდგომარეობაში.

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

აი ასე, ან ცოტა მარჯვნივ, ან მარცხნივ...

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

კვანტური საკეტი ეს არის ზეგამტარის ფიქსირება სამ განზომილებიან სივრცეში.

Of course, I can turn it upside down,

რა თქმა უნდა მე შემიძლია ის გადმოვაბრუნო,

and it will remain locked.

და ის დაფიქსირებული დარჩება.

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

მხოლოდ ახლა გვესმის ჩვნ, რომ ეგრეთ წოდებული ლევიტაცია....

Yeah, we understand that.

სინამდვილეში არის საკეტი.

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

თქვენ არ გაგიკვირდეთ, როცა გაიგებთ, რომ თუ მე ავიღებ ამ წრიულ მაგნიტს,

in which the magnetic field is the same all around,

სადაც მაგნიტური ველი ერთნაირია მთელს წრეზე,

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

ეს საშუალებას მისცემს ზეგამტარს თავისუფლად იბრუნოს მაგნიტის ღერძის გარშემო.

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

რატომ? იმიტომ, რომ სანამ ის ბრუნავს, საკეტი უცვლელი რჩება.

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

ხედავთ? მე შემიძლია მისი მდებარეობის შეცვლა და თავიდან დატრიალება.

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

ჩვენ გვაქვს მოძრაობა ხახუნის გარეშე. ის ლევიტირებს და თავისუფლად მოძრაობს თავის გარშემო.

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

ჩვენ გვაქვს კვანტური საკეტი და ლევიტაცია ამ მაგნიტზე.

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

რამდენი ფლუქსონია იქ, მაგნიტური ველის რამდენი ხაზია ერთი დისკის შიგნით?

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

შეიძლება დავითვალოთ, და საკმარისად ბევრი გამოვა.

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

მაგნიტური ველის ასი ტრილიონი "ძაფი" 7 სანტიმეტრიანი დისკის შიგნით.

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

მაგრამ ეს არ არის ყველაზე საინტერესო, იმიტომ, რომ მე თქვენთვის ყველაფერი არ მიჩვენებია.

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

ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ზეგამტარი, რომელსაც თქვენ ხედავთ ახლა,

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

სისქით ნახევარი მიკრონია მხოლოდ. ის ძალიან თხელია.

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

და ეს ძალიან თხელი ფირფიტა უძლებს დატვირთვას, რომელიც 70 ათასჯერ უფრო დიდია საკუთარ მასაზე.

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

ეს საკვირველი ეფექტია. ის ძალიან ძლიერია.

Now, I can extend this circular magnet,

მე შმიძლია წრიული მაგნიტის გადიდება,

and make whatever track I want.

და მისგან ნებისმიერი კონფიგურაცია შევქმნა.

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

მაგალითად დიდი წრიული რკინიგზა.

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

და როცა ზეგამტარს მოვათავსებ ამ რელსზე,

it moves freely.

ის თავისუფლად იმოძრავებს.

(Applause)

(აპლოდისმენტები)

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

და ეს ყველაფერი არ არის. მე შემიძლია მისი მდებარეობის შეცვლა და ისევ გაშვება წრეზე,

and it freely moves in this new position.

და ის ისევ დატრიალდება ახალი მდგომარეობით.

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

მე შემიძლია ვცადო ახალი რამ. მოდით ვცადოთ. ეს პირველადაა.

I can take this disk and put it here,

მე შემიძლია ავიღო დისკი და ჩამოვკიდო ის,

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

სანამ ის აქ არის ჩამოკიდული -- ნუ მოძრაობ --

I will try to rotate the track,

შევეცდები რელსის გადაბრუნებას,

and hopefully, if I did it correctly,

და იმედი მაქვს, თუ მე სწორად ვიქცევი,

it stays suspended.

დისკი ჩამოკიდული დარჩება.

(Applause)

(აპლოდისმენტები)

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

ხედავთ, ეს კვანტური საკეტია და არა ლევიტაცია.

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

მოდით იბრუნოს კიდევ ცოტა ხანი,

let me tell you a little bit about superconductors.

ხოლო მე მოგიყვებით ზეგამტარების შესახებ.

Now -- (Laughter) --

ასე რომ... (სიცილი)

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

ჩვენ ახლა ვიცით, რომ შეგვიძლია ჩავკეტოთ ძალწირების დიდი რაოდენობა,

so we can use them to produce strong magnetic fields,

და ეს საშუალებას გვაძლევს ვაწარმოოთ ძლიერი მოგნიტური ველი,

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

რომელიც საჭიროა მაგნიტურ-რეზონანსული აპარატურისათვის, ნაწილაკების ამაჩქარებლისათვის და ასე შემდეგ.

But we can also store energy using superconductors,

ჩვენ შევძლებთ შევინახოთ ენერგია, ზეგამტარების საშუალებით,

because we have no dissipation.

იმიტომ რომ არ იქნება ენერგიის დანაკარგი.

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

შევძლებთ დავამზადოთ სუპერ მაღალვოლტაჟიანი კაბელები, რომლითაც გადაიცემა ელეტრული დენი.

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

წარმოიდინეთ, რომ დაგჭირდებათ მხოლოდ ერთი ზეგამტარი კაბელი, რომ უზრუნველყოთ მთელი ელექტროსადგური.

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

რა მომავალი აქვს კვანტურ ლევიტაციას და კვანტურ საკეტს?

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

ნება მომეცით გიპასუხოთ მაგალითით.

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

წარმოიდგინეთ, რომ არის თითქმის ასეთივე დისკი, როგორც მე მიჭირავს ხელში,

three-inch diameter, with a single difference.

7 სანტიმეტრი დიამეტრში, მაგრამ ერთი განსხვავებით.

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

ზეგამტარი ფირფიტის სისქე ნახევარი მიკრონის ნაცვლად

being two millimeters thin, quite thin.

იყოს ორი მილიმეტრი, ანუ საკმარისად დიდი.

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

ეს ორ-მილიმეტრიანი ზეგამტარი ფენა შეძლებს 1000 კილოგრამი დატვირთვის მიღებას ანუ პატარა ავტომობილს, რომლის ხელში დაჭერასაც შევძლებ.

Amazing. Thank you.

გასაოცარია. გმადლობთ.

(Applause)

(აპლოდისმენტები)