#431 Nem érted, hogy az eggyel ezelőtti James Bond filmnek a magyar címe (A Quantum csendje) mit jelent? Mi se, az eredeti cím (Quantum of Solace) egy szójáték volt, vmi olyasmit jelentett, hogy egy "kvantumnyi megbékélés" vagy magyarosabban "egy csöppnyi vigasz" és a filmben a bűnszervezet neve is Quantum volt. Azt viszont értjük egy picikét, hogy mi is a kvantum (valaminek a legkisebb mérhető egysége), és az erre épülő egészen beteges kvantumfizikából is vannak részek, amik számunkra is érthetőek.
A fizikában van egy olyan törvényszerűség, hogy a tömeg és a méret tekintetében kb. a -15. hatvány alatt (és a +15. hatvány felett is) teljesen megváltoznak a játékszabályok és ez a fő oka, hogy annyi, a hagyományos világfelfogás szerint értelmezhetetlen dolog történik kvantumszinten.
A szupravezetés az egyik, viszonylag könnyen érthető jelenség: a szupravezető anyagok (mint amilyen például az előzőleg már itt tárgyalt grafénból készíthető ötvözet) egy adott, elég alacsony hőmérséklet alatt elveszítik elektromos ellenállásukat és kizárják magukból a mágneses mezőt. Normál esetben egy vezetőn az áram amikor keresztülfolyik, akkor az elektronok összeütköznek a vezetőben található atomokkal és veszítenek energiájukból, ez az energia pedig hőenergiaként jelenik meg a vezető körül. A szupravezetőknél viszont az elektronok áramlását nem szakítja meg semmi, így energiaveszteség sem lép fel itt, ha pedig levesszük az áramforrásról akár 100 ezer évig is el tudja pingpongoztatni az áramot magában. A mágneses mező kizárásával lehet előállítani az egyik legfaszább kvantumfizikai jelenséget, a kvantum levitálást, mutatjuk:
Itt a magyarázat az, hogy bár a mágneses mezőt eltérítik a szupravezetők, azért a bennük található szennyeződések mentén kialakulnak rögzítési pontok, amiken keresztül tud dzsalni a mágneses fluxus és ennek mentén egy tűhegyre szúrt kis katicabogárhoz hasonlatosan megtartják a levegőben a szupravezetőt, miközben a szupravezető többi része azon ügyködik, hogy kizárja ezt az erőt és emiatt áll be ez a furcsa egyensúlyi állapot. Így elmondva nem tűnik túl stabilnak, mi? Pedig az: egy ilyen 0,5 mikrométer vastag, tenyérnyi kis lebegő buziság képes megtartani akár egy tonnát is. A Maglev vonatok is hasonló technológiával működnek: először gumikerekeken felgyorsulnak kb. 150 km/h-s sebességre, aztán a kerekek visszahúzódnak és kb. 10 centi magasan elkezd lebegni a szerelvény és mivel nincs súrlódás, csak légellenállás, így viszonylag könnyen el tudja érni az 500 km/h-s sebességet, ami azért nem egy Dankó Pista InterCity.
Ja, és a grafénos Andrej Geim is ezzel a technológiával lebegette az Ig Nobelt érő békáját :)
Holnap és még azután is folytatjuk kalandozásainkat a kvantumvilágban, tartsanak velünk akkor is!