Most recent comments
Liveblogg nyttårsaften 2017
Tor, 11 months, 2 weeks
Jogging og blogging
Are, 1 year, 11 months
Liveblogg nyttårsaften 2016
Are, 1 year, 11 months
Reading in dark times
Are, 2 years, 1 month
Moldejazz 2016
Camilla, 2 years, 4 months
Dørskilt
Karoline, 2 years, 5 months
Halifax
Tor, 2 years, 5 months
Sony Smartwatch 3 review
Tor, 2 years, 6 months
Numerikk, takk
Tor, 2 years, 6 months
Topp tur
Camilla, 2 years, 8 months
50 book challenge
Camilla, 11 months, 2 weeks
Controls
Register

Superledere

Superledning ble oppdaget i 1911, av en nederlender ved navn Heike Kamerlingh Onnes. Han hadde i 1908 greid å fremstille flytende helium, som egentlig er en bragd i seg selv. Det spesielle med flytende helium er at det er bikkjekaldt. 4.2 K, eller -268.95 grader Celcius, og etter at han hadde greid å fremstille det gjorde Kamerlingh Onnes det enhver fysiker ville gjort. Han tømte det på ting for å se hva som skjedde.

Og slik gikk det til, at han i 1911 tømte flytende helium på kvikksølv, og oppdaget at det kunne lede strøm helt uten motstand når temperaturen ble lav nok. Han fikk Nobelprisen for dette arbeidet i 1913, men i årevis forble superledere en vitenskaplig kuriositet som ikke hadde noen praktisk anvendelse. Grunnen er at alt som har med flytende helium å gjøre er upraktisk og dyrt.

På midten av 80-tallet begynte det imidlertid å skje spennende ting. I 1986 fremstilte Georg Bednorz og Karl Müller et keramisk materiale som ble superledende ved en temperatur på 35 K, og året etter greide to andre grupper å lage YBCO, et stoff som blir superledende allerede på 93 K. Dette er interessant fordi 93 K er varmere enn kokepunktet til flytende nitrogen, og da begynner man å snakke ost. Mens flytende helium koster i størrelsorden 100 kroner literen kan man få flytende nitrogen ned mot 1 krone literen.

På grunn av disse oppdagelsene oppstod det en voldsom optimisme knyttet til superledere, og folk forutså at alt mulig rart, spesielt viktige deler av strømnettet, som generatorer og transformatorer, kom til å inneholde superledere i løpet av få år. Slik gikk det imidlertid ikke. Inntil meget nylig fantes det nøyaktig én kommersiell anvendelse av superledere i sånn passe stor skala, og det er MRI-maskiner. Med komersiell anvendelse i passe stor skala mener jeg da at du kan gå ut og kjøpe en stor, brukervennlig dings som det står Phillips på, som ser ut som om den er masseprodusert og som kommer med en support-avtale.

Det finnes naturligvis andre anvendelser, og mest kjent er sikkert superledende magneter i partikkelakseleratorer. Mens det helt klart er i stor skala (jeg leste et anslag som gikk ut på at rundt en tredel av all flytende helium som finnes i verden finnes på CERN), er det som regel snakk om ting som er spesialbygd og skrudd sammen for hvert enkelt tilfelle.

Det er flere grunner til at superledere aldri tok av. En er at de nye, fancy superlederne, som funker ved (relativt) høy temperatur, er laget av keramiske materialer som er ganske sprø. Det betyr at det er vanskelig å lage ledninger av dem, siden de har lett for å sprekke om man bøyer dem. En annen grunn er naturligvis at det er upraktisk å kjøle ting til -180 grader Celcius, så det er ikke noe man gidder å gjøre med mindre det er penger å spare. Og vanlige kobber- og aluminiumsledninger er egentlig temmelig effektive som de er. En vanlig transformator har for eksempel noe slikt som 99.7% effektivitet, og da gidder man ikke å bryte ut kryostaten for å spare de siste 0.3. Og, sist men ikke minst, vanlige ledninger er stabile og fine og velprøvde, mens superledere er litt mer temperamentsfulle. De kan for eksempel slutte å være superledende hvis temperaturen stiger for mye, og når noe som leder 13000 ampere plutselig slutter å superlede kan det gå galt på ganske spektakulært vis. Det kan du se Brian Cox fortelle om her.

Uansett, for å komme til ponget. Jeg var på et foredrag på fredag, med en fyr fra SINTEF, som har vært med på å lage det som er sånn ca den andre industrielle anvendelsen av superledning (jeg har løftet et par av tallene over fra det foredraget). Det dreier seg om en måte å varme aluminium. Når man skal lage ting av aluminium må man nemlig varme det opp, og dette er det vanlig å gjøre med noe som essensielt er en stor induksjonskomfyr. Men, av samme grunn som at aluminiumskasseroller funker dårlig på induksjonskomfyr (se egen artikkel om det i morgen), er ikke dette spesielt effektivt. Idéen de kom opp med var å bruke superledere til å lage magnetfeltet som varmer opp aluminiumsblokken, noe som viste seg å være en suksess. Så nå kan man altså ikke bare kjøpe superledende MRI-maskiner, men man kan også kjøpe superledende aluminiumsvarmere som bruker halvparten så mye energi som de gamle modellene, og som dessuten er mer stabile i drift. Slett ikke verst, for et fenomen som ble oppdaget for 101 år siden.

-Tor Nordam
Camilla, Matteus, Are, Jørgen likes this

Comments

Camilla,  07.05.12 09:13

Jeg liker det når teknologi utvikler seg sakte.

Are,  08.05.12 07:53

Glimrende populærvitenskapelig historieutflukt.

Er "snakke ost" et innarbeidet uttrykk, forresten?

Ost

Tor,  08.05.12 08:01

Nei, det er nok ikke det. Ikke i alle kretser i allefall. Men jeg prøver å gjøre en liten innsats for å få det på plass. Som jeg sa sist noen spurte om dette, jeg innbiller meg at uttrykket kommer fra en film eller tv-serie der noen ser på ulike oster av varierende kvalitet, og når han kommer over en skikkelig god ost sier han «Her snakker vi ost». Men det er mulig jeg bare har drømt dette.

Jeg tror forøvrig det var Matteus eller Jørgen som introduserte meg for dette uttrykket, så kanskje de har mer informasjon.
Category
Physics
Tags
fysikk
superleder
fredagskollokvium
Views
2449