الفيزياء التطبيقيةتكنولوجيا

وداعا للكهرباء، مرحباً بالموصِّلية الفائقة

تقرير‭ ‬خاص‭: ‬العالم‭ ‬في ‭ ‬2076

وداعا‭ ‬للكهرباء،‭ ‬مرحباً‭ ‬بالموصِّلية‭ ‬الفائقة

بقلم‭: ‬مايكل‭ ‬بروكس

ترجمة‭: ‬أماني‭ ‬عبدالملك

 


تُعدُّ‭ ‬ثلاثون‭ ‬سنة‭ ‬مدةً‭ ‬طويلة‭ ‬لانتظار‭ ‬الإنجاز‭ ‬الكبير‭ ‬القادم‭. ‬فقد‭ ‬أمضى‭ ‬فريق‭ ‬مختار‭ ‬من‭ ‬الباحثين‭ ‬في‭ ‬مجلة‭ ‬نيوساينتست‭ ‬مدة‭ ‬تبلغ‭ ‬نصف‭ ‬عمر‭ ‬المجلة‭ ‬متأكدين‭ ‬من‭ ‬أن‭ ‬الاكتشاف‭ ‬التالي‭ ‬الذي‭ ‬سيغير‭ ‬العالم‭ ‬هو‭ ‬قاب‭ ‬قوسين‭ ‬أو‭ ‬أدنى‭. ‬ووفقاً‭ ‬ليانمنغ‭ ‬ما‭  ‬Yanming Ma‭ ‬من‭ ‬جامعة‭ ‬جيلين‭ ‬Jilin‭ ‬University‭ ‬في‭ ‬تشانغتشون‭ ‬في‭ ‬الصين‭ ‬إذا‭ ‬حدث‭ ‬ذلك،‭ ‬فسوف‭ ‬يُحدِث‭ ‬“تغييرا‭ ‬جذريا‭ ‬لحياتنا‭ ‬المعتادة‭.‬”

ما‭ ‬هو‭ ‬الاختراث‭ ‬المَعنِي؟‭ ‬إنه‭ ‬موصِّل‭ ‬فائق‭ ‬Superconductor‭ ‬يعمل‭ ‬في‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬الغرفة‭ ‬وضغطها‭ ‬الجوي‭. ‬أعلم‭ ‬أن‭ ‬ذلك‭ ‬يبدو‭ ‬خبراً‭ ‬جاذباً‭ ‬ولكن‭ ‬تحلّوا‭ ‬بالصبر‭.‬

إن‭ ‬الموصلات‭ ‬الفائقة‭ ‬هي‭ ‬مواد‭ ‬توصل‭ ‬الكهرباء‭ ‬من‭ ‬غير‭ ‬مقاومة‭. ‬اكتشف‭ ‬الفيزيائي‭ ‬الهولندي‭ ‬هيك‭ ‬كامرلنغ‭ ‬أونز‭ ‬Heike Kamerlingh Onnes‭ ‬الظاهرة‭ ‬لأول‭ ‬مرة‭. ‬وقد‭ ‬لاحظ‭ ‬في‭ ‬عام‭ ‬1911‭ ‬أن‭ ‬مقاومة‭ ‬الزئبق‭ ‬تنخفض‭ ‬إلى‭ ‬صفر‭ ‬عند‭ ‬4‭.‬2‭ ‬درجة‭ ‬فوق‭ ‬الصفر‭ ‬المطلق‭. ‬واكتشف‭ ‬أن‭ ‬المواد‭ ‬الأخرى‭ ‬تكون‭ ‬موصِّلات‭ ‬فائقة‭ ‬عند‭ ‬درجات‭ ‬حرارة‭ ‬أعلى‭ ‬بقليل،‭ ‬ولكن‭ ‬الحاجة‭ ‬إلى‭ ‬التبريد‭ ‬الشديد‭ ‬حدَّت‭ ‬من‭ ‬الاستفادة‭ ‬من‭ ‬هذه‭ ‬الظاهرة‭.‬

وتلك‭ ‬كانت‭ ‬هي‭ ‬الحال‭ ‬حتى‭ ‬عام‭ ‬1986‭. ‬حينئذ،‭ ‬اكتشفنا‭ ‬الموصِّلات‭ ‬الفائقة‭ ‬ذات‭ ‬الدرجات‭ ‬العالية‭ ‬التي‭ ‬تتوقف‭ ‬عن‭ ‬المقاومة‭ ‬فجأة‭ ‬تحت‭ ‬ما‭ ‬يقارب‭ ‬100‭ ‬درجة‭ ‬كلفن‭ ( ‬و‭ ‬هي‭ ‬ما‭ ‬يعادل‭ ‬170‭ ‬درجة‭ ‬سيليزية‭: ‬مصطلح‭ ‬“‭ ‬درجة‭ ‬عالية”‭ ‬هو‭ ‬مصطلح‭ ‬نسبي‭). ‬وفجأة‭ ‬بات‭ ‬صنع‭ ‬موصلات‭ ‬فائقة‭ ‬بدرجة‭ ‬حرارة‭ ‬الغرفة‭ ‬أمراً‭ ‬غير‭ ‬بعيد‭ ‬المنال‭.‬

لكن‭ ‬لم‭ ‬تتحقق‭ ‬الوثبة‭ ‬الكبيرة‭ ‬الثانية‭ ‬إلى‭ ‬الأمام‭ ‬حتى‭ ‬الآن‭. ‬ويقول‭ ‬بول‭ ‬آتفيلد‭ ‬Paul Attfield،‭ ‬من‭ ‬جامعة‭ ‬أدنبرا‭ ‬University of Edinburgh‭ ‬في‭ ‬المملكة‭ ‬المتحدة،‭ ‬إننا‭ ‬حتى‭ ‬الآن‭ ‬لم‭ ‬نُحسِّن‭ ‬ما‭ ‬اكتشفناه‭ ‬منذ‭ ‬30‭ ‬سنة‭. ‬فقد‭ ‬اكتشف‭ ‬آتفيلد‭ ‬مواد‭ ‬فائقة‭ ‬التوصيل‭ ‬عند‭ ‬درجات‭ ‬حرارة‭ ‬عالية‭ ‬نوعا‭ ‬ما،‭ ‬ولكن‭ ‬فقط‭ ‬عندما‭ ‬تكون‭ ‬واقعة‭ ‬تحت‭ ‬ضغط‭ ‬عالٍ‭.‬

وفي‭ ‬الوقت‭ ‬الراهن‭ ‬تظل‭ ‬الموصلات‭ ‬الفائقة‭ ‬غير‭ ‬عملية‭ ‬تماما‭ ‬للتطبيقات‭ ‬الأساسية‭ ‬التي‭ ‬سوف‭ ‬تسمح‭ ‬لها‭ ‬بتغيير‭ ‬العالم‭: ‬نقل‭ ‬الطاقة‭ ‬الكهربائية‭ ‬وإمدادها‭.‬

وتعتبر‭ ‬الموصلات‭ ‬الفائقة‭ ‬مانعاً‭ ‬قوياً‭ ‬أمام‭ ‬الحقول‭ ‬المغناطيسية،‭ ‬أي‭ ‬إن‭ ‬المغناطيس‭ ‬سوف‭ ‬يحلق‭ ‬فوقها‭. ‬وهذا‭ ‬يجعلها‭ ‬مثالية‭ ‬لقطارات‭ ‬التعويم‭ ‬المغناطيسي‭ ‬MAGLEV‭ ‬عالية‭ ‬الكفاءة‭ ‬والسرعة‭ ‬التي‭ ‬تحوم‭ ‬فوق‭ ‬سككها‭ ‬بحيث‭ ‬لا‭ ‬تفقد‭ ‬طاقة‭ ‬نتيجة‭ ‬للاحتكاك‭.‬

يعتبر‭ ‬فقدان‭ ‬الطاقة،‭ ‬أو‭ ‬بالأحرى‭ ‬غياب‭ ‬فقدان‭ ‬الطاقة،‭ ‬أساسيا‭ ‬أيضاً‭ ‬لفائدته‭ ‬في‭ ‬إمداد‭ ‬الطاقة‭. ‬وعندما‭ ‬نرسل‭ ‬الكهرباء‭ ‬من‭ ‬محطات‭ ‬الكهرباء‭ ‬إلى‭ ‬المستهلكين،‭ ‬فإنها‭ ‬تسري‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬أسلاك‭ ‬تقاوم‭ ‬تدفقَها‭. ‬والنتيجة‭ ‬هي‭ ‬أنه‭ ‬علينا‭ ‬توليد‭ ‬طاقة‭ ‬أكبر‭ ‬بكثير‭ ‬مما‭ ‬نستخدمه‭. ‬

لكننا‭ ‬لا‭ ‬نفقد‭ ‬أي‭ ‬قدر‭ ‬منها‭ ‬في‭ ‬كابلات‭ ‬الموصلات‭ ‬الفائقة‭. ‬ويعني‭ ‬ذلك‭ ‬أيضا‭ ‬أن‭ ‬البطارية‭ ‬التي‭ ‬تستخدم‭ ‬مواد‭ ‬موصلات‭ ‬فائقة‭ ‬يمكن‭ ‬أن‭ ‬تظل‭ ‬مشحونة‭ ‬إلى‭ ‬الأبد‭. ‬وستتمكن‭ ‬كلتا‭ ‬التقنيتين‭ ‬من‭ ‬المساعدة‭ ‬على‭ ‬حل‭ ‬مشكلات‭ ‬الطاقة‭ ‬في‭ ‬العالم‭ ‬في‭ ‬ضربة‭ ‬واحدة‭ ‬من‭ ‬غير‭ ‬الحاجة‭ ‬إلى‭ ‬الاعتماد‭ ‬على‭ ‬اكتشاف‭ ‬ثوري‭ ‬مستقبلي‭ ‬آخر‭ ‬في‭ ‬مجال‭ ‬الطاقة‭ ‬والاندماج‭ ‬النووي‭ .(‬انظر‭ ‬2076‭: ‬ضوء‭ ‬النجوم‭ ‬الصناعي‭ ‬قد‭ ‬جعل‭ ‬الطاقة‭ ‬مجانية‭).‬ويقول‭ ‬ميخائيل‭ ‬إيرمتس‭ ‬Mikhail Eremets‭ ‬من‭ ‬مؤسسة‭ ‬ماكس‭ ‬بلانك‭ ‬للكيمياء‭ ‬Max Planck Institute for Chemistry‭ ‬في‭ ‬ميانز‭-‬ألمانيا‭: ‬“سوف‭ ‬يعيش‭ ‬البشر‭ ‬في‭ ‬عالَم‭ ‬من‭ ‬الموصلات‭ ‬الفائقة‭.‬”

كما‭ ‬يقول‭ ‬إيرمتس‭ ‬إنه‭ ‬ليست‭ ‬هناك‭ ‬عقبة‭ ‬نظرية‭ ‬أساسية‭ ‬تقف‭ ‬في‭ ‬طريق‭ ‬التوصل‭ ‬إلى‭ ‬موصل‭ ‬فائق‭ ‬في‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬الغرفة‭. ‬فقد‭ ‬نشر‭ ‬فريق‭ ‬يقوده‭ ‬إيفان‭ ‬بوزوفيك‭ ‬Ivan Božović‭ -‬الذي‭ ‬يعمل‭ ‬في‭ ‬مختبر‭ ‬بروكهيفن‭ ‬الوطني‭ ‬Brookhaven National Laboratory‭ ‬في‭ ‬أبتن‭ ‬بنيويورك‭ ‬بحثا‭ ‬رائدا‭ ‬في‭ ‬مجلة‭  نيتشر‭ ‬Nature‭ ‬في‭ ‬أغسطس‭ ‬قد‭ ‬يشير‭ ‬إلى‭ ‬الاتجاه‭ ‬الصحيح‭. ‬ويقول‭ ‬بوزوفيك‭: ‬“إن‭ ‬البحث‭ ‬يقترح‭ ‬تغيير‭ ‬استراتيجية‭ ‬مسعانا،”‭ ‬ويضيف‭ ‬قائلا‭: ‬“‭ ‬إنني‭ ‬متفائل‭.‬”


https‭://‬www.newscientist.com/article/mg23231001-300-the-world-in-2076-goodbye-electicity-hello-

superconductivity‭/‬

 [catlist content=yes]

الوسوم
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق