Ciência - Mundo Científico - O Físico Demo Quantum Levitation

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O Físico Demo Quantum Levitation

                                                                                                                               

Por Live Science

03 de outubro de 2014

Um pequeno cubo flutuante e lançando no ar soa como algo saído de " Harry Potter ", mas não Harvard físico Subir Sachdev não precisa de magia para levitar objetos.

Sachdev realizaram uma demonstração de levitação usando um ímã e um supercondutor durante uma APRESENTAÇÃO no Instituto Perimeter em outubro 1. Supercondutores são materiais incríveis que podem conduzir eletricidade com resistência zero. Mas, para GERAR a supercondutividade, o material tem de ser extremamente frio, e assim Sachdev vertida azoto líquido que é cerca de menos 320 GRAUS Celsius (menos 195 GRAUS Celsius) com o supercondutor para provocar o seu estado supercondutor.

"Uma das principais propriedades de supercondutores é que ele odeiacampos magnéticos ", disse Sachdev durante sua demonstração de levitação. E assim como o supercondutor "repele" o ímã, o cubo magnético é levantado no ar. O imã irá cair após o supercondutor começa a se aquecer novamente.

Mas supercondutores não são apenas para demonstrações de levitação, disse Sachdev. [ The Cool Física de 7 Classic Toys ]

"A esperança é que estes materiais vão realmente ser útil para alguma coisa", disse Sachdev.

×Materiais supercondutores tem que ser extremamente frio para manter seu estado supercondutor, e os físicos estão à procura de materiais que poderiam servir de supercondutores de alta temperatura.

Supercondutores de alta temperatura pode ter uma grande variedade de aplicações, incluindo ressonância magnética em máquinas, motores, GERADORES , reatores de fusão e cabos de energia de baixa perda.

A mecânica quântica 101

Os físicos ainda não são inteiramente certo o que dá um supercondutor suas propriedades magiclike  e por que a supercondutividade não funciona de uma determinada temperatura, mas Sachdev disse que acha que ele é muito perto da resposta.  

Mas, para entender como um supercondutor funciona ", você precisa saber algumas noções básicas de mecânica quântica", disse Sachdev depois de sua demonstração de levitação. A idéia principal da mecânica quântica é que um objeto como um elétron ou um fóton se comporta como uma partícula e uma onda, disse Sachdev.

"Essa é uma das principais propriedades misteriosas da mecânica quântica", disse Sachdev.

A outra característica estranho das partículas quânticas é que eles podem existir em vários lugares ao mesmo tempo, um fenômeno chamado de superposição . Mas superposição é um estado frágil. No momento em que os cientistas procuram medir as partículas, os colapsos do estado de sobreposição e as partículas de vir a existir apenas um local. Antes de as partículas são perturbados, eles existem em vários lugares de uma só vez, e "sim, você só tem que aceitar isso", Sachdev brincou durante sua apresentação.

O emaranhamento quântico

O emaranhamento quântico  é a superposição em uma escala maior, algo que Sachdev descrito durante sua palestra. As partículas se enroscar quando eles interagem uns com os outros. Entanglement significa que, quando uma ação é executada em uma partícula, que afeta diretamente parceiro emaranhados que uma partícula não importa o quão longe eles são. [ Como Quantum Entanglement Works (Infográfico) ]

Sachdev disse uma boa maneira de pensar sobre isso é imaginar como dois elétrons entrelaçados girar. Elétrons quer girar no sentido horário (um spin "up") ou anti-horário (a spin "down"). 

"É o elétron esquerdo para cima ou para baixo?" Sachdev perguntou à platéia. "A resposta é realmente ambos." E isso é verdade tanto para elétrons.

Os elétrons vão ficar neste estado de superposição, até que alguém mede uma das duas partículas. Se um elétron tem um spin para cima ao ser medido, seu parceiro emaranhado instantaneamente adquire um spin para baixo. Isto é verdade , não importa o quão distante  os elétrons são, mesmo se um elétron ficou na Terra eo outro foi transmitido para a lua.

Sachdev disse que acha que um tipo especial de este entrelaçamento quântico é responsável pelas propriedades magiclike de supercondutores.

Um composto cristalino chamado YBCO (ítrio bário óxido de cobre) é o primeiro material que os cientistas descobriram que pode actuar como supercondutor a temperaturas acima do ponto de ebulição do nitrogénio líquido (menos 320 graus Fahrenheit). Sachdev disse que osátomos de cobre nesta substância são a parte mais importante do composto. Os elétrons em torno dos átomos de cobre par fora, e "cada par de elétrons está em todo lugar [no material] ao mesmo tempo", disse Sachdev enquanto mostra um diagrama dos elétrons emparelhados. Este aglomerado de partículas emaranhadas em sobreposição leva a supercondutividade.

O entrelaçamento quântico em um supercondutor é um pouco mais complexo, disse Sachdev. Parece que os pares de elétrons trocar parceiros, criando o que ele chama de "longo alcance entanglement".

Aprender mais sobre a longa distância emaranhamento, Sachdev explicou, levará a melhores supercondutores de alta temperatura. A tecnologia básica já existe, mas outros obstáculos impedem supercondutores de alta temperatura de ser usado em larga escala. Por exemplo, usando supercondutores como linhas de energia exigiria um custo inicial enorme, disse Sachdev.

"Basta pensar em substituir todos os cabos de energia sob New York", disse Sachdev.

Texto em PDF:

http://www.4shared.com/office/64ORNh_Tba/O_Fsico_Demo_Quantum_Levitatio.html

Disponível em < http://www.livescience.com/48140-physicist-demonstrates-levitation.html > Acesso dia 06 de outubro de 2014.