A internet acabou de embarcar em uma jornada louca que pode resultar em trens flutuantes e veículos elétricos baratos

A internet embarcou em uma jornada louca com trens flutuantes e veículos elétricos baratos.

• A internet ficou louca com as alegações de que os cientistas descobriram um supercondutor em temperatura ambiente.
• Em seguida, embarcou em um experimento público gigante para replicar os resultados.
• Aqui está o motivo pelo qual uma descoberta poderia mudar a sociedade para sempre.

Foram algumas semanas agitadas para a comunidade científica global, que ficou brevemente, gloriosamente fascinada por algo que parece uma pedra.

No final de julho, pesquisadores na Coreia do Sul revelaram um material parecido com uma pedra, não maior que um pequeno fragmento de vidro, chamado LK-99, e o declararam como o primeiro supercondutor em temperatura ambiente e pressão atmosférica do mundo.

No sentido mais básico, um supercondutor descreve qualquer material com propriedades que tornam a resistência elétrica – uma medida de como algo resiste ao fluxo de eletricidade – praticamente inexistente.

A resistência significa que desperdiçamos eletricidade praticamente sempre que usamos algo que requer energia. Descobrir um supercondutor em temperatura ambiente acabaria com essa ineficiência, tornaria a ficção científica uma realidade e mudaria completamente a forma como os humanos vivem. Mais exemplos em um momento.

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O Dr. Niladri Banerjee, professor sênior no departamento de física do Imperial College London, disse ao Insider que, em nível atômico, essa diminuição na resistência ocorre quando elétrons negativamente carregados, que normalmente se repeliriam, se unem para formar pares “em circunstâncias muito especiais”. Essa união cria estabilidade que impede o tipo de dispersão que normalmente causaria resistência.

As condições para isso acontecer são bastante inviáveis.

“Eles se formam em temperaturas muito baixas”, explicou Banerjee. “Se você aumentar a temperatura, a perturbação térmica – todo o movimento dos átomos e elétrons – faz com que os pares se separem.”

No caso de um metal como o nióbio, que é usado como supercondutor atualmente, é necessário uma temperatura de aproximadamente -263 graus Celsius para eliminar a resistência elétrica.

Portanto, quando os resultados do LK-99 foram enviados ao arXiv, um repositório aberto para artigos de pesquisa, cientistas de todo o mundo expressaram incredulidade e euforia diante das implicações que poderiam mudar o mundo.

Grande parte do drama subsequente derivou do fato de que as alegações não foram revisadas por pares antes da publicação, o que significa que elas precisam ser replicadas antes que alguém possa ficar realmente animado. Sabendo disso, uma série de profissionais e cientistas de sofá se lançaram em um experimento público gigante e frenético.

Infelizmente, em menos de 30 dias desde que o artigo caiu como uma bomba, os resultados sugerem que foi um fracasso.

Em um tópico no X, anteriormente Twitter, Michael Fuhrer, professor na Escola de Física da Monash University, na Austrália, observou que o artigo original cumpriu seu propósito, mesmo que tenha levado os pesquisadores a expor falhas na pesquisa.

“Os cientistas que relataram LK-99 agora sabem exatamente quais perguntas precisam ser respondidas para produzir evidências convincentes de supercondutividade… o que acelerará a ciência se houver algo a ser encontrado”, disse ele.

É um “se” que é grande demais para ser ignorado, embora Banerjee observe que existem algumas ressalvas. Um supercondutor em temperatura ambiente por si só não aceleraria o progresso tecnológico.

Dito isso, uma descoberta futura, nas palavras de Banerjee, seria “uma das maiores descobertas da física no último século”.

Aqui está como um supercondutor em temperatura ambiente poderia mudar tudo:

Revolucionar a indústria médica

As ressonâncias magnéticas (MRI) são uma ferramenta vital na avaliação de um paciente por um médico, com seus ímãs fortes e ondas de rádio capazes de produzir imagens incrivelmente detalhadas do interior do corpo humano. Infelizmente, elas também custam muito dinheiro.

Não é incomum que as máquinas de ressonância magnética custem mais de US$ 1 milhão. Com um supercondutor em temperatura ambiente, esse custo poderia diminuir.

Massoud Pedram, professor de engenharia elétrica e ciência da computação na Universidade do Sul da Califórnia, afirma que isso eliminaria a necessidade de um refrigerante de hélio líquido, um material “caro e em curto fornecimento” usado para manter as máquinas na temperatura adequada para operação.

Banerjee explica que esse aquecimento ocorre porque “na ressonância magnética é necessário um campo magnético grande” em alta pressão – algo que é obtido enrolando um fio de cobre em várias bobinas e fornecendo uma corrente alta. Para resolver esse problema, ele sugere que “supercondutores sejam enrolados” em vez disso, pois uma corrente alta pode passar por eles sem “dissipação de calor”.

Trens maglev em todos os lugares

O maglev de Xangai, que atinge velocidades superiores a 260 mph, é um trem de alta velocidade que conecta o Aeroporto Internacional de Pudong ao restante da cidade, levitando sobre os trilhos, e é uma conquista da engenharia que poucos conseguiram emular.

Em um mundo de supercondutores futuristas, isso pode não ser mais o caso. Ao reduzir drasticamente os custos de eletricidade, os trens maglev se tornariam instantaneamente mais viáveis financeiramente em outras partes do mundo, pois seriam capazes de percorrer distâncias maiores a uma fração do custo.

Um mundo de energia de fusão

Para seus defensores, a fusão oferece a promessa de energia limpa ilimitada – algo que mudaria completamente a forma como pesquisadores e formuladores de políticas abordam o desafio existencial das mudanças climáticas.

Em 2020, pesquisadores do Centro de Ciência de Plasma e Fusão do MIT, bem como a startup Commonwealth Fusion Systems, encontraram uma maneira de usar a “tecnologia de cabos” de supercondutores de alta temperatura para gerar os campos magnéticos fortes necessários para conter o plasma gerado em reações de fusão.

Um supercondutor à temperatura ambiente levaria um passo adiante ao ajudar a criar esses campos em condições normais.

Veículos elétricos mais baratos

A grande ambição de Elon Musk na Tesla é tornar os veículos elétricos muito mais acessíveis para todos. Com supercondutores à temperatura ambiente, os fabricantes de veículos elétricos podem dar um passo mais próximo de oferecer carros elétricos com bateria mais baratos.

Segundo o TechCrunch, as bobinas nos motores dos veículos elétricos poderiam ser significativamente reduzidas, ao mesmo tempo em que teriam o potencial de diminuir o tempo de carregamento e reduzir o calor que pode causar incêndios nas baterias.

Banerjee observa que, assim como em outras áreas, substituir fios de cobre e outros condutores em veículos elétricos por um supercondutor poderia levar a uma “dissipação zero ou muito, muito baixa” de calor.

Computadores quânticos se aproximando

Os computadores quânticos são apontados como o futuro da computação e operam em um mundo de qubits, em vez dos bits de zeros e uns dos computadores atuais. Esses qubits oferecem potencialmente uma escala de computação exponencialmente mais poderosa que os sistemas atuais.

Por várias razões, eles ainda estão distantes de serem usados comercialmente em grande escala, principalmente porque dimensionar os qubits gera todo tipo de ruído e calor que leva a erros. Isso obriga as máquinas a serem mantidas em temperaturas extremamente baixas.

Aqui é onde um dia os supercondutores à temperatura ambiente podem entrar. Ao eliminar o desperdício de eletricidade, eles teoricamente reduziriam drasticamente as demandas de energia e o calor desses computadores, abrindo caminho para seu uso em tudo, desde o sistema financeiro até a aprendizagem de máquina.

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