Come trasformare il vuoto in un superconduttore

Il Giornale Online
di Maggie McKee

Trasformare il vuoto in un superconduttore potrebbe essere facile usando un magnete super-potente. Questo secondo Maxim Chernodub della University of Tours in Francia, per il quale dei campi magnetici potenti potrebbero estrarre particelle cariche dal vuoto dello spazio e farle fluire come corrente che non incontra alcuna resistenza.
Questa proposta apparentemente bizzarra è conseguenza del principio di indeterminazione della teoria quantistica, per cui non possiamo essere sicuri che un vuoto sia veramente vuoto. Al contrario lo spazio ribolle di particelle virtuali http://www.newscientist.com/article/mg20927994.100-vacuum-has-friction-after-all.html, che tendono a sparire quasi subito dopo la loro formazione. In principio potrebbero resistere abbastanza a lungo da divenire reali, se potessero evitare di aggiungere energia al conteggio attuale dell'universo, secondo la legge di conservazione dell'energia.

Questo è esattamente quello che avviene quando le particelle cariche che si comportano come piccoli magneti, emergono dal vuoto in un forte campo magnetico. Le particelle ruotano in modo che il loro campo magnetico interno si allinea con quello esterno, facendo diminuire l'energia totale. Se il campo è abbastanza forte, le particelle virtuali possono divenire reali. “Puoi aggiungere molte particelle senza spesa d'energia”, dice Chernodub. Tali particelle condividono tutte lo stesso stato quantistico e formano il cosiddetto condensato, in cui fluiscono assieme come fossero una sola e trasportano corrente senza resistenza. Ricerche precedenti si sono concentrate su particelle relativamente pesanti, detti bosoni W, che emergono dal vuoto in questo modo. Chernodub ha invece modellato lo scenario con particelle più leggere dette mesoni rho, che richiedono campi magnetici meno potenti per divenire reali.

Chernodub ha calcolato che quando un campo magnetico raggiunge i 10^16 Tesla, potrebbero apparire condensati di mesoni rho dal vuoto http://www.newscientist.com/articleimages/mg21028073.800/2-how-to-turn-the-vacuum-into-a-superconductor.html
Chernodub paragona il condensato risultante a quello che si forma da superconduttori ordinari http://www.newscientist.com/articleimages/mg21028073.800/1-how-to-turn-the-vacuum-into-a-superconductor.html. Sotto una certa temperatura critica, gli elettroni in questi materiali si legano assieme in cosiddette coppie di Cooper, che condividono tutte lo stesso stato quantistico e quindi fluiscono senza frizione. Comunque, Paul Olesen dell'Università di Copenhagen in Danimarca, dice che la similarità non è esatta, perchè i superconduttori ordinari respingono i campi magnetici.

Il vuoto dello spazio può essere controllato in modo da creare elettricità ultra-efficiente? Buona idea, dice Dmitri Kharzeev del Brookhaven National Laboratory a Upton, New York, ma non accadrà presto. Il campo magnetico richiesto sovrasta persino le cose più magnetiche dell'universo, le stelle di neutroni dette magnetars, producono campi fino a 10^11 Tesla. “Se il campo magnetico della Terra fosse di 17 ordini di magnitudine superiore a quello di oggi e potessi generare energia in una stazione spaziale in qualche modo, allora riusciresti a trasportare corrente dallo spazio alla Terra lungo le linee del campo magnetico”, dice Kharzeev. “Non ci servirebbero le linee elettriche, potremmo trasferire corrente lungo lo spazio vuoto”.
I campi magnetici dalla forza necessaria potrebbero essere esistiti nell'universo primordiale. Se questo portò alla superconduttività, allora le correnti prodotte potrebbero aver avuto effetto sulla struttura cosmica, dice Kharzeev. Però aggiunge che le alte temperature in quel periodo potrebbero aver distrutto l'effetto.
Oggi tali campi magnetici possono apparire fugacemente al Relativistic Heavy Ion Collider del Brookhaven o al Large Hadron Collider vicino a Ginevra, in Svizzera. I ricercatori ora pianificano di studiare i loro dati per trovare indizi del fenomeno.

Journal reference: Physical Review Letters, DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.142003 http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i14/e142003

Tradotto da Richard per Altrogiornale.org

Immagine in alto: Credit – Paseka/SPL
Fonte: http://www.newscientist.com/article/mg21028073.800-how-to-turn-the-vacuum-into-a-superconductor.html

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Come trasformare il vuoto in un superconduttore ultima modifica: 2011-04-12T09:23:51+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)