الطاقة النظيفة اللامحدودة، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي المحمولة، والحوسبة الكمية الأكثر كفاءة، والانتقال بقطارات فائقة السرعة - هذه ليست سوى عدد قليل من الإنجازات التي يمكن تحقيقها من خلال اكتشاف موصل فائق يعمل في درجة حرارة الغرفة، ويوفر طاقة كهربائية لا نهائية.

كبير مديري التواصل العلمي في معهد بيريميتر للفيزياء النظرية في واترلو، داميان بوب يقول: "إذا صنعت موصلاً فائقاً في درجة حرارة الغرفة فإنك ستكون مشهوراً غداً، وستفوز بجائزة نوبل".

مادة اعلانية

لذلك لا عجب أن وسائل التواصل الاجتماعي تعج بأخبار LK-99، وهي مادة يُزعم أنها تعمل كموصل فائق عند الضغط المحيط ودرجات حرارة تصل إلى 127 درجة مئوية. على الرغم من أن الخبراء قالوا إن هذا لا يضمن الموصلية الفائقة.

طاقة أسعار النفط أسعار النفط تهبط بفعل بيانات صينية تذكي مخاوف حيال الطلب

في نهاية شهر يوليو/تموز، نشر فريق من الباحثين في مركز أبحاث الطاقة الكمومية، وهو شركة ناشئة في سيول، ورقتين لم تخضعا لمراجعة الأقران على arXiv (يُنطق "أرشيف")، وهو خادم ما قبل الطباعة حيث يقدم العلماء بشكل متكرر تقارير النتائج الأولية لأبحاثهم.

وصفت الأوراق LK-99، أباتيت الرصاص الجديد البديل بالنحاس - مركب يتكون من النحاس، والرصاص، والفوسفور، والأكسجين. تم تسميته على اسم اثنين من الباحثين الذين اكتشفوه والسنة التي يقولون إنهم صنعوها لأول مرة.

الأمر المثير بشكل خاص في هذا الادعاء هو السهولة النسبية لتركيب المواد، ووفقاً للطرق المنشورة، تم إنشاء "LK-99" من خلال خلط المواد مع بعضها في الحالة الصلبة، وهي عملية أشبه بعجن مكونات الخبز، ولكن بطريقة أبسط، "لأنه لا توجد مكونات رطبة".

ووسط جدل كبير حول حقيقة الكشف العلمي، قالت الجمعية الكورية للموصلية الفائقة وعلم التبريد (KSSC)، إن الباحثين في مركز أبحاث الطاقة الكمومية سيسلمون عينات من مادة "LK-99"، وهي المادة التي يزعمون أنها قادرة على توصيل الكهرباء بدون مقاومة في درجة حرارة الغرفة والضغط المحيط، بعد مراجعة لإكمال البحث الذي أجرته مجلة أكاديمية أخرى.

وقالت "KSSC" في رد بالبريد الإلكتروني نقلاً عن مركز الأبحاث: "من المتوقع أن تستغرق عملية المراجعة أسبوعين إلى 4 أسابيع".

ما هو الموصل الفائق؟

يجب أن تحتوي المادة على خاصيتين رئيسيتين ليتم اعتبارها موصلاً فائقاً. تحت بعض درجات الحرارة الحرجة، يجب أن تطرد جميع المجالات المغناطيسية، من خلال ما يعرف باسم تأثير "مايسنر"، وتوصيل الكهرباء بمقاومة صفرية - مما يعني عدم فقدان أي طاقة على الإطلاق.

من جانبها، قالت الباحثة في معهد ستيوارت بلوسون للمواد الكمية في جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر، ألانا هالاس: "فكر في الأمر على أنه أشخاص يرقصون في مكان ضيق أو ملهى ليلي". "في المعدن العادي، الجميع يرقصون بمفردهم ويفعلون ما يريدون. وربما يصطدمون ببعضهم البعض ويضربون الأكواع". "الموصل الفائق مثل مشهد في فيلم يعرف الجميع دوره كل حركات الرقص وهم يرقصون بشكل متزامن تماماً. ولذا لا أحد يصطدم بأي شخص [ولا نفقد طاقة."

وحتى الآن، كان العلماء قادرين فقط على تطوير المواد التي تحافظ على هذه الخصائص في درجات حرارة منخفضة للغاية أو ضغوط عالية للغاية، مما يحد من تطبيقها ويجعل تنفيذها باهظ التكلفة.

تم اكتشاف الموصلية الفائقة لأول مرة منذ أكثر من قرن من قبل الفيزيائي الهولندي هايك كامرلينغ أونز. وجد أن الزئبق الصلب يصبح موصلاً فائقاً عند حوالي -269 درجة مئوية. في العقود التالية، تم اكتشاف المزيد من المواد فائقة التوصيل مع درجات حرارة حرجة مماثلة.

بينما لم يتحقق الاختراق الرئيسي التالي حتى ثمانينيات القرن الماضي، مع اكتشاف مركبات "cuprate" - فئة من المواد المحتوية على النحاس يمكن أن تعمل كموصلات فائقة في درجات حرارة أعلى بكثير، تصل إلى حوالي -140 درجة مئوية.

ويأمل الفيزيائيون أن تكون القفزة التالية على مادة يمكن أن تعمل كموصل فائق في درجة حرارة الغرفة.

لماذا هذا مهم؟

يقول الخبراء إن تطبيقات الموصل الفائق في درجة حرارة الغرفة يمكن أن تكون ثورية، حيث قالت هالاس: "أحد الأشياء المثيرة هو التطبيقات في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي". "تستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي مغناطيسات فائقة التوصيل لإنتاج مجال مغناطيسي قوي، وهو أساس التصوير".

وتستخدم آلات التصوير بالرنين المغناطيسي الحالية النيوبيوم تيتانيوم لتوليد هذا المجال، ولكن يجب الاحتفاظ به في درجات حرارة في حدود 10 درجات من الصفر المطلق، ويتم الوصول إلى هذه الدرجة عبر تبريد المغناطيسات العملاقة بالهيليوم السائل.

وسيؤدي استخدام الموصل الفائق في درجة حرارة الغرفة إلى إزالة الحاجة إلى الهيليوم السائل للحفاظ على برودة المغناطيس، مما قد يمهد الطريق لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي المحمولة التي يمكن إحضارها إلى المجتمعات النائية.

وفي مجال آخر، فإن أستاذ الفيزياء في جامعة هارفارد، سوبير ساشديف، متحمس للغاية بشأن تطبيق محتمل آخر: قوة الاندماج، التي تعد بطاقة نظيفة لا حدود لها من خلال محاكاة ما يحدث في قلب النجوم مثل الشمس.

وقال في مقابلة مع شبكة "CBC": "لتحقيق الاندماج، عليك أن تأخذ بلازما الجسيمات المشحونة - البروتونات والنيوترونات وما إلى ذلك - وتضغطها في حجم صغير". "المجالات المغناطيسية هي ما ستستخدمه للقيام بذلك."

ويرى ساشديف أن الموصلات الفائقة يمكن أن تجعل الاندماج حقيقة واقعة، لكن وجود موصلات فائقة في درجة حرارة الغرفة سيجعل الأمر أسهل بكثير.

وبالنسبة إلى "بوب" من معهد "بيريميتر للفيزياء النظرية"، فمن المهم أيضاً عدم إغفال ما قد يعنيه هذا لبنيتنا التحتية. مثل أبراج نقل الكهرباء، والتي تفقد حوالي 15% من الطاقة من محطة توليد الطاقة حتى تصل إلى منزلك. [إذا قمنا باستبدال كل هذه الأسلاك هناك بأسلاك فائقة التوصيل، فإن الكمية المفقودة ستكون صفر."

للسبب نفسه، يمكن أن تصبح أجهزة الكمبيوتر أسرع بمئات المرات وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، مع عدم فقدان المزيد من الطاقة مثل الحرارة.

كما يمكن لهذه المادة أن تغير من مفهوم النقل عبر القطارات، إذا ستسمح بتطوير قطارات فائقة السرعة وبدون مقاومة تذكر.

لماذا يشك علماء الفيزياء؟

ليست هذه المرة الأولى التي يتم الإعلان فيها عن موصل فائق يظهر على arXiv. وقال ساشديف: "كل بضع سنوات هناك ادعاء بوجود مادة جديدة أصبحت فجأة موصلاً فائقاً أفضل". "آخر مرة تبين أنها حقيقة كانت في عام 1987،" مع اكتشاف مركبات cuprate".

وكان لدى بوب نفس المشاعر، مضيفاً أنه "نوع من قفزة نوعية" للانتقال من المواد فائقة التوصيل عند درجة حرارة -140 درجة مئوية إلى أكثر من 100 درجة مئوية.

وماذا لو كانت LK-99 هي الصفقة الحقيقية؟ لنفترض، في الأسابيع القليلة المقبلة، أن المختبرات في جميع أنحاء العالم قادرة على تكرار الأساليب المنشورة، وإعادة إنتاج النتائج وتقديم تأكيد مستقل بأن LK-99 هو بالفعل موصل فائق. هل هذا يعني أن كل هذه الابتكارات قريبة؟.

قال هالاس إنه على الرغم من أن الطريقة المباشرة لتجميع LK-99 تعني أن الإنتاج يبدو قابلاً للتحقيق على نطاق صناعي، "هذه فقط الخطوة الأولى في مادة تؤتي ثمارها من حيث التكنولوجيا القابلة للاستخدام". تشمل الاعتبارات الأخرى السلامة والتكلفة والقدرة على تحمل الظروف البيئية المختلفة وسهولة التصنيع في تكوينات مختلفة مثل الأسلاك.

مادة إعلانية تابعوا آخر أخبار العربية عبر Google News الاندماج النووي الطاقة كوريا طاقة لانهائية LK99 الرنين المغناطيسي

المصدر: العربية

كلمات دلالية: الاندماج النووي الطاقة كوريا الرنين المغناطيسي فی درجة حرارة الغرفة درجات حرارة درجة مئویة یمکن أن من خلال

إقرأ أيضاً:

36 مليار درهم استثمارات جديدة في البنية التحتية للطاقة بأبوظبي


أبوظبي (الاتحاد)
أعلنت شركة أبوظبي الوطنية للطاقة «طاقة»، عن التعاون مع شركة «مياه وكهرباء الإمارات» لتطوير وتنفيذ مشاريع جديدة للبنية التحتية للطاقة، بهدف تعزيز استراتيجية الإمارات للذكاء الاصطناعي 2031، ودعم مبادرة الدولة الاستراتيجية لتحقيق الحياد المناخي بحلول 2050.
ويؤدي التعاون بين شركة مياه وكهرباء الإمارات و«طاقة» وشركة «مصدر» إلى تعزيز استثمارات بقيمة 36 مليار درهم في تطوير البنية التحتية لإمدادات الطاقة في أبوظبي، بحيث تستثمر كل من «مصدر» و«طاقة» حوالي 75% من هذا المبلغ في توليد الطاقة المتجددة والتقليدية، في حين يتم استثمار الـ 25% المتبقية في تطوير البنية التحتية لشبكة الكهرباء، التي ستُضاف إلى قاعدة الأصول الخاضعة للتنظيم، وستحصل منها على عوائد خاضعة للتنظيم.
ويتضمن التعاون الاستراتيجي توقيع «طاقة» اتفاقية لشراء الطاقة مع شركة مياه وكهرباء الإمارات مدتها 24 عاماً، لبناء وتملك وتشغيل محطة «الظفرة» لتوليد الكهرباء بتوربينات الغاز ذات الدورة المفتوحة بقدرة 1 جيجاواط، بحيث تمتلك «طاقة» كامل حصص الملكية في هذه المحطة، وتتولى أعمال التشغيل والصيانة فيها.
وستعمل شركة «طاقة لشبكات النقل»، التابعة لمجموعة «طاقة» بالإضافة إلى ذلك، على تطوير بنية تحتية متطورة لشبكة الكهرباء، لربط قدرة التوليد الإضافية مع مصادر الطلب الجديدة، لضمان توفير إمدادات موثوقة من الكهرباء منخفضة الكربون. وتسهم هذه المشاريع في دعم مشروع «مدار الساعة» الأول من نوعه عالمياً، الذي أعلنت عنه مؤخراً شركتا «مياه وكهرباء الإمارات» و«مصدر» لتوريد الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة المتجددة على مدار الساعة، مما يؤكد ريادة دولة الإمارات على الصعيد العالمي في مجال توظيف الطاقة المتجددة والبنية التحتية للطاقة منخفضة الكربون. ويوفر هذا المشروع 1 جيجاواط تقريباً من الحمل الأساسي للكهرباء المُولّدة من مصادر الطاقة المتجددة، ليكون بذلك أكبر مشروع مشترك في العالم للطاقة الشمسية وبطاريات تخزين الطاقة.
وقال جاسم حسين ثابت، الرئيس التنفيذي للمجموعة والعضو المنتدب في شركة «طاقة»، نائب رئيس مجلس الإدارة في شركة «مصدر»: يؤدي توفير إمدادات موثوقة من الكهرباء منخفضة الكربون، دوراً مهماً في تمكين التحول العالمي في مجال الطاقة، ومن خلال خبرات طاقة الواسعة في مجال توليد ونقل الكهرباء، وباعتبارها أكبر الجهات المساهمة في «مصدر»، فإنها تؤدي دوراً محورياً في دفع حلول الطاقة النظيفة في دولة الإمارات، مع المحافظة على التزامها بضمان توريد الكهرباء منخفضة الكربون بشكل موثوق، وفي كل الأوقات.
وأضاف أنه انطلاقاً من موقع طاقة كشركة مرافق رائدة منخفضة الكربون، فإنها تفتخر بمشاركتها في هذه المشاريع عالمية المستوى، إلى جانب شركائها في شركة «مياه وكهرباء الإمارات.
من جانبه قال أحمد علي الشامسي، الرئيس التنفيذي لشركة «مياه وكهرباء الإمارات»: التعاون مع شركة «طاقة» لتنفيذ مبادرات تحوُّلية من شأنه أن يدعم طموحات دولة الإمارات في مجال الذكاء الاصطناعي، بالتزامن مع قيام مياه وكهرباء الإمارات بدور رئيسي في قيادة مساعي الانتقال في مجال الطاقة في الدولة.
وأضاف أن إنشاء إطار عمل مستقبلي للطاقة لدمج تقنيات الجيل التالي من الطاقة المتجددة وحلول النقل المتقدمة، من شأنه تحقيق ثمرة هذا التعاون في وضع معيار عالميّ جديد لأنظمة طاقة مستدامة توازن بين الاستدامة والتميز التشغيلي.
وأوضح الشامسي أنه في الوقت الذي تقطع فيه دولة الإمارات شوطاً واسعاً في العبور نحو مستقبل يعتمد على الذكاء الاصطناعي، فإن شركة «مياه وكهرباء الإمارات» تسهم في وضع حجر الأساس لمستقبل تزدهر فيه التقنيات المتقدمة، ويأخذ في الحسبان الأهداف البيئية والاقتصادية المستقبلية للدولة.

مقالات مشابهة

  • الأرصاد تحذر من حرارة شديدة حتى الثلاثاء المقبل
  • بعد حرارة تصل إلى 30 درجة الأمطار راجعة.. هكذا ما كشفه الأب خنيصر
  • الوطني للأرصاد يكشف عن أقل درجة حرارة سجلت على الدولة
  • الأرصاد يكشف عن أقل درجة حرارة سجلت على الدولة
  • 36 مليار درهم استثمارات في مشاريع طاقة جديدة قيد التطوير بأبوظبي
  • 36 مليار درهم استثمارات جديدة في البنية التحتية للطاقة بأبوظبي
  • الأرصاد يكشف عن ‏‎أعلى درجة حرارة سجلت في الإمارات
  • كيف يمكن ان تغير عقلك الى الابد ؟
  • ركنة العين تسجل أقل درجة حرارة على الدولة
  • 36 مليار درهم استثمارات بمشاريع طاقة جديدة في أبوظبي