2014.03.18.
08:13

Írta: Horváth_Kálmán

Ami a herevasalásnál is furcsább: kvantummechanika

259808_537953059578265_48858800_n.jpg

#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.

A_maglev_train_coming_out,_Pudong_International_Airport,_Shanghai.jpg

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!

(eredeti bejegyzés)

9 komment

Címkék: fizika kvantummechanika szupravezetés

A bejegyzés trackback címe:

https://napivaganysag.blog.hu/api/trackback/id/tr155860425

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

viva.la.revolucion 2014.03.18. 21:57:23

mi az a jeges izé hogy párolog mint a szárazjég de a srác simán fogdossa?

viva.la.revolucion 2014.03.18. 22:04:26

és az nem égeti meg a kezét?

Horváth_Kálmán 2014.03.18. 22:25:34

@viva.la.revolucion: elkezd azonnal forrni a bőrrel érintkezve, a szobahőmérsékleten (meg jóval az alatt is) gáz állapotú nitrogén ilyenkor nem tud kimászni a nitrogéncsepp alól, és jól hőszigetelő gázrétegként védi a bőrt…pár másodpercig. Keress rá a Leidenfrost-jelenségre!

borisz 2014.03.19. 07:16:29

@viva.la.revolucion: a csodák palotájában volt alkalmam belenyúlni folyékony nitrogénbe, valóban elkezd azonnal forrni, és az így keletkező vékony légréteg megvéd.

@Horváth_Kálmán:
végigdúltam a legelső poszttól a blogot, most értem be. még ha tévedsz is itt-ott vagány vagy, hajrá!

Horváth_Kálmán 2014.03.19. 10:03:36

@borisz: hú, az egészet?? Riszpekt, köszi :) Én egy kicsit sem vagyok vagány, csak a felhalmozott tudásanyag az.

Vortex 2014.04.14. 07:02:18

Bazzeg, ez tényleg vagesz, mint az 1200-es Zsigán a műanyag villámhárító! ;) Köszi a posztot!