სუპერგამტარების უპირატესობები და ნაკლოვანებები

ადამიანების უმეტესობა იყენებს იზოლატორებს, მაგალითად პლასტმასის ან გამტარებს, როგორიცაა ალუმინის ქვაბი ან სპილენძის კაბელი. იზოლატორები აჩვენებენ ძალიან მაღალ წინააღმდეგობას ელექტროენერგიის მიმართ. კონდუქტორები, როგორიცაა სპილენძი, გარკვეულ წინააღმდეგობას აჩვენებს. მასალების კიდევ ერთი კლასი საერთოდ არ გამოხატავს წინააღმდეგობას, როდესაც ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე გაცივდება, უფრო მაგარია, ვიდრე ყველაზე მაგარი ღრმა საყინულე. სუპერგამტარებს უწოდებენ და ისინი აღმოაჩინეს 1911 წელს. დღეს ისინი რევოლუციას ახდენენ ელექტრო ქსელში, მობილური ტელეფონის ტექნოლოგიასა და სამედიცინო დიაგნოზში. მეცნიერები მუშაობენ, რომ ისინი ოთახის ტემპერატურაზე მუშაობდნენ.

ელექტროენერგიის ქსელი მე -20 საუკუნის უდიდესი ინჟინერიის მიღწევებს შორისაა. თუმცა მოთხოვნა მისი გადალახვაა. მაგალითად, 2003 წლის ჩრდილოეთ ამერიკის შუქმა, რომელიც დაახლოებით ოთხი დღე გაგრძელდა, 50 მილიონზე მეტი ადამიანი დააზარალა და დაახლოებით 6 მილიარდი დოლარის ეკონომიკური ზარალი განიცადა. სუპერგამტარ ტექნოლოგია უზრუნველყოფს უსადენო სადენებსა და კაბელებს და აუმჯობესებს ელექტრო ქსელის საიმედოობასა და ეფექტურობას. მიმდინარეობს გეგმები, რომ 2030 წლისთვის ახლანდელი ელექტრო ქსელი შეიცვალოს სუპერგამტარ ელექტროენერგიით. სუპერგამტარ ელექტროენერგეტიკულ სისტემას ნაკლები უძრავი ქონება უკავია და მიწაშია ჩაფლული, საკმაოდ განსხვავდება დღევანდელი ქსელის ხაზებისაგან.

ფართო დიაპაზონის სატელეკომუნიკაციო ტექნოლოგია, რომელიც საუკეთესოდ მუშაობს გიგაჰერცულ სიხშირეებზე, ძალიან სასარგებლოა მობილური ტელეფონების ეფექტურობისა და საიმედოობის გასაუმჯობესებლად. ასეთი სიხშირეების მიღწევა ძალზე ძნელია ნახევარგამტარებზე დაფუძნებული სქემით. ამასთან, მათ ადვილად მიაღწიეს ჰიპრესის სუპერგამტარზე დაფუძნებული მიმღები, ტექნოლოგიის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება სწრაფი ერთჯერადი ნაკადის კვანტი, ან RSFQ, ინტეგრირებული წრიული მიმღები. ის მოქმედებს 4-კელვინის კრიოკულერის დახმარებით. ეს ტექნოლოგია ჩანს მობილური ტელეფონის მიმღების ბევრ კოშკში.

სუპერგამტარობის ერთ-ერთი პირველი მასშტაბური გამოყენებაა სამედიცინო დიაგნოზი. მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფია ან MRI იყენებს ძლიერი სუპერგამტარ მაგნიტებს პაციენტის სხეულის შიგნით წარმოქმნის დიდ და ერთგვაროვან მაგნიტურ ველებს. MRI სკანერები, რომლებიც შეიცავს თხევადი ჰელიუმის სამაცივრე სისტემას, ადგენენ თუ როგორ აისახება ეს მაგნიტური ველები სხეულის ორგანოების მიერ. მანქანა საბოლოოდ წარმოქმნის გამოსახულებას. MRI აპარატები რენტგენის ტექნოლოგიას აღემატება დიაგნოზის წარმოებაში. პოლ ლეიტერბურს და სერ პიტერ მენსფილდს მიენიჭათ 2003 წლის ნობელის პრემია ფიზიოლოგიასა და მედიცინაში "აღმოჩენებისთვის მაგნიტურ – რეზონანსული ტომოგრაფიის შესახებ, ”MRI– ს მნიშვნელობის საფუძველია და ზემოქმედებით სუპერგამტარებით, წამალი.

ზეგამტარ მასალებს ზეგამტარობა აქვთ მხოლოდ მაშინ, როდესაც მოცემულ ტემპერატურაზე დაბალია, გარდამავალი ტემპერატურისა. ამჟამად ცნობილი პრაქტიკული სუპერგამტარებისთვის, ტემპერატურა გაცილებით დაბალია, ვიდრე 77 კელვინი, თხევადი აზოტის ტემპერატურა. მათი ტემპერატურაზე დაბალი შენარჩუნება მოიცავს უამრავ ძვირადღირებულ კრიოგენულ ტექნოლოგიას. ამრიგად, სუპერგამტარები მაინც არ ჩანს ყოველდღიურ ელექტრონიკაში. მეცნიერები მუშაობენ სუპერგამტარების შემუშავებაზე, რომლებსაც შეუძლიათ ოთახის ტემპერატურაზე მუშაობა.