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-
[catlist content=yes]
