Boaz Almog "levitates" a superconductor

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Traducător: Ariana Bleau Lugo Corector: Delia Bogdan

The phenomenon you saw here for a brief moment

Fenomenul pe care l-ați văzut aici pentru o secundă

is called quantum levitation and quantum locking.

se numește levitație cuantică, respectiv fixare cuantică.

And the object that was levitating here

Obiectul care levita aici

is called a superconductor.

se numește superconductor.

Superconductivity is a quantum state of matter,

Superconductivitatea e o stare cuantică a materiei

and it occurs only below a certain critical temperature.

și are loc doar sub o anume temperatură critică.

Now, it's quite an old phenomenon;

E un fenomen cunoscut de multă vreme;

it was discovered 100 years ago.

a fost descoperit acum 100 de ani.

However, only recently,

Cu toate acestea, doar recent,

due to several technological advancements,

datorită descoperirilor tehnologice recente

we are now able to demonstrate to you

suntem în măsură să vă putem demonstra

quantum levitation and quantum locking.

levitația cuantică și fixarea cuantică.

So, a superconductor is defined by two properties.

Un superconductor e definit prin două proprietăți.

The first is zero electrical resistance,

Prima e rezistența electrică zero,

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

iar a doua e expulzarea câmpului magnetic din interiorul său.

That sounds complicated, right?

Sună complicat?

But what is electrical resistance?

Dar ce e rezistența electrică?

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

Electricitatea e fluxul de electroni în interiorul materiei.

And these electrons, while flowing,

Electronii, în timpul deplasării

they collide with the atoms, and in these collisions

se ciocnesc cu atomii, iar în urma coliziunilor

they lose a certain amount of energy.

pierd o parte din energie.

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

Și disipează această energie sub formă de căldură, cunoașteți fenomenul.

However, inside a superconductor there are no collisions,

Dar în interiorul unui superconductor nu au loc coliziuni,

so there is no energy dissipation.

prin urmare nu există pierdere de energie.

It's quite remarkable. Think about it.

E remarcabil. Gândiți-vă.

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

În fizica clasică întotdeauna există frecare, pierdere de energie.

But not here, because it is a quantum effect.

Dar nu aici, pentru că e un fenomen cuantic.

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

Asta nu e tot, superconductorilor nu le place câmpul magnetic.

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

Un superconductor va încerca să expulzeze câmpul magnetic din interior,

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

și e capabil să o facă prin circularea curenților.

Now, the combination of both effects --

Combinarea celor două efecte:

the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --

respingerea câmpurilor magnetice și rezistența electrică zero,

is exactly a superconductor.

este exact un superconductor.

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

Dar condițiile nu sunt totdeauna perfecte, după cum știm,

and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.

și uneori linii de câmp magnetic rămân în interiorul superconductorului.

Now, under proper conditions, which we have here,

În condițiile ideale pe care le avem aici,

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

aceste linii magnetice pot fi prinse în interiorul superconductorului.

And these strands of magnetic field inside the superconductor,

Și aceste liniile de câmp magnetic din interiorul superconductorului

they come in discrete quantities.

sunt foarte puțin intense.

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

De ce? Pentru că e un fenomen cuantic. E fizică cuantică.

And it turns out that they behave like quantum particles.

Și se comportă ca particule cuantice.

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

În acest clip vedeți cum curg una după alta discontinuu.

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

Acestea sunt benzi de câmp magnetic. Nu sunt particule,

but they behave like particles.

dar se comportă ca niște particule.

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

De aceea numim acest efect levitație cuantică și fixare cuantică.

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

Dar ce se întâmplă cu un superconductor când îl plasăm într-un câmp magnetic?

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

În primul rând există fâșii de câmp magnetic rămase în interior,

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

dar superconductorului nu-i place ca acestea să se modifice

because their movements dissipate energy,

pentru că mișcarea lor disipează energie,

which breaks the superconductivity state.

şi asta destabilizează starea de superconductivitate.

So what it actually does, it locks these strands,

Prin urmare imobilizează aceste benzi,

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

numite fluxoni, pe care îi ţine fixaţi în loc.

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

Reacționând astfel, reușește în consecință să se autoblocheze în spațiu.

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

De ce? Pentru că orice mișcare a superconductorului le va schimba locul,

will change their configuration.

le va schimba configurația.

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

Astfel inducem fixarea cuantică. Să vă arăt cum funcționează.

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

Am un superconductor pe care l-am învelit ca să rămână rece suficient timp.

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

Când îl pun deasupra unui magnet obișnuit,

it just stays locked in midair.

rămâne imobilizat în aer.

(Applause)

(Aplauze)

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

Asta nu e doar levitație. Nu e doar respingere.

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

Pot rearanja fluxonii și va fi blocat în această nouă configurație,

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

așa, sau îl înclin ușor la dreapta sau la stânga.

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

Asta e fixarea cuantică tridimensională a superconductorului.

Of course, I can turn it upside down,

Desigur, îl pot răsturna

and it will remain locked.

și va rămâne blocat.

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

Ca să înțelegem că ce numim levitație e de fapt fixare...

Yeah, we understand that.

Da, înțelegem.

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

Nu veți fi surprinși dacă iau acest magnet circular,

in which the magnetic field is the same all around,

în care câmpul magnetic e același peste tot,

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

superconductorul se va roti de-a lungul axei magnetului.

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

De ce? Pentru că atât timp cât se rotește, fixarea se menține.

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

Vedeți? Pot ajusta și pot roti superconductorul.

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

Avem mișcare fără frecare. Levitează, dar se poate roti liber.

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

Deci avem fixare cuantică și îl putem levita deasupra acestui magnet.

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

Câți fluxoni, câte linii de câmp magnetic există într-un disc ca acesta?

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

Putem calcula și se pare că destul de multe.

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

O sută de miliarde de linii de câmp magnetic

în interiorul acestui disc de opt cm.

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

Dar nu asta e partea uimitoare, există ceva ce încă nu v-am spus.

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

Partea uimitoare e că superconductorul acesta

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

are doar un micron grosime. E extrem de subțire.

Acest strat extrem de subțire poate levita de 70.000 de ori greutatea proprie.

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

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

E un efect remarcabil. E foarte puternic.

Now, I can extend this circular magnet,

Aș putea extinde acest magnet circular

and make whatever track I want.

și să fac orice traseu doresc.

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

De exemplu, pot face un traseu circular mare.

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

Când plasez discul superconductor deasupra șinei

it moves freely.

el se mișcă liber.

(Applause)

(Aplauze)

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

Asta nu e tot. Îi pot ajusta poziția, îl pot roti

and it freely moves in this new position.

și se mișcă liber în această nouă poziție.

Pot încerca ceva nou. Să încercăm ceva pentru prima dată:

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

I can take this disk and put it here,

pot lua discul și să-l pun aici,

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

iar în timp ce stă aici, nu te mișca,

I will try to rotate the track,

voi încerca să răstorn șina,

şi să sperăm că, dacă am făcut-o corect,

and hopefully, if I did it correctly,

it stays suspended.

va rămâne suspendat.

(Applause)

(Aplauze)

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

E fixare cuantică, nu levitație.

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

În timp ce-l las să circule încă puțin,

let me tell you a little bit about superconductors.

să vă spun câte ceva despre superconductori.

Now -- (Laughter) --

(Râsete)

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

Acum știm că putem transfera cantități

enorme de curent folosind superconductorilor,

so we can use them to produce strong magnetic fields,

deci putem să-i folosim să producem câmpuri magnetice puternice,

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

ca cele necesare în aparatele RMN, în acceleratoare de particule, și altele.

But we can also store energy using superconductors,

Dar putem și stoca energie folosind superconductori,

because we have no dissipation.

pentru că nu avem pierderi.

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

Am putea produce cabluri de curent pentru a transfera cantități uriașe

de electricitate între centralelr electrice.

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

Imaginați-vă să putem susţine o centrală cu un singur cablu superconductor.

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

Care e viitorul levitației şi imobilizării cuantice?

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

Vă voi răspunde la această simplă întrebare printr-un exemplu.

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

Imaginați-vă un disc similar cu cel pe care îl am aici în mână,

three-inch diameter, with a single difference.

cu diametru opt cm, cu o singură diferență.

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

Stratul superconductor, în loc să fie jumătate de micron,

being two millimeters thin, quite thin.

ar fi de doi milimetri, destul de subțire.

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

Acest strat superconductor de doi milimetri

ar putea susține 1.000 kg, o mică mașină.

Amazing. Thank you.

Uimitor! Vă mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)