Medzinárodná cena SAV za supervodiče a slovensko-francúzsku spoluprácu

Minulý týždeň sa konala slávnostná ceremónia udelenia Medzinárodnej ceny Slovenskej akadémie vied, na ktorej ocenenie získal Dr. Christoph Marcina za jeho prínosné práce v oblasti supervodičov a kvantových materiálov. Ceremónia bola nielen oslavou vedeckých úspechov, ale aj pripomienkou dlhoročnej a úspešnej slovensko-francúzskej spolupráce vo vede a technike. V tomto článku sa pozrieme na kľúčové momenty z videa a porozšírime naše poznatky o fascinujúcom svete supervodičov.

Kľúčové poznatky

• Dr. Christoph Marcina: Získal Medzinárodnú cenu Slovenskej akadémie vied za prácu s kvantovými materiálmi, najmä novými supervodičmi a technikou mikrokalorimetrie.
• Dlhoročná spolupráca: Jeho práca je úzko prepojená so Slovenskou akadémiou vied (SAV) už viac ako 20 rokov, čo viedlo k významným objavom, napríklad supervodiaceho magnéziového diboridu.
• Slovensko-francúzska spolupráca: Ceremónia zdôraznila dlhú históriu vedeckej výmeny medzi Slovenskom a Francúzskom, ktorá sa datuje už od 14. storočia.
• Supervodiče: Dr. Marcina vysvetlil princípy supervodičov, vrátane efektu Meissnera (vypudzovanie magnetického poľa) a potenciálu pre využitie v rôznych technológiách.

Supervodiče: Kvantový tanec elektrónov

Supervodiče sú materiály, ktoré pri nízkych teplotách strácajú takmer úplne svoj elektrický odpor. To znamená, že prúd môže tiecť bez akýchkoľvek strát energie. Ako to funguje? Dr. Marcina použil skvelú analógiu: predstavte si detičky tancujúce v školskej triede. Keď sa pohybujú chaoticky (ako elektróny v bežnom vodiči), narážajú do seba a brzdia sa. V supervodiči však začnú tancovať synchronizovane, vytvárajúc tzv. Cooperove páry. Tieto páry sa pohybujú bez odporu, čo umožňuje prúdu tiecť neobmedzene.

História objavu a vývoja

Supervodičnosť bola prvýkrát objavená v roku 1911 nemeckým fyzikom Walterom Kamerlinghom Onnesom. Jeho objav bol čiastočne výsledkom šťastnej náhody, ale aj dôsledného pozorovania. Počas experimentov s tekutým héliom zistil, že ortuť pri extrémne nízkych teplotách stratí svoj elektrický odpor.

Od tej doby sa v oblasti supervodičov dosiahlo mnoho pokrokov. Pôvodné supervodiče fungovali len pri veľmi nízkych teplotách (blízko absolútnej nuly), čo ich robilo ťažko využiteľnými v praktických aplikáciách. Výrazný posun nastal v roku 1986, keď boli objavené keramické supervodiče schopné fungovať pri relatívne vyšších teplotách – až 140 Kelvinov (-173 °C). Aktuálne výskumy sa zameriavajú na dosiahnutie supervodičnosti pri izbovej teplote, čo by predstavovalo revolúciu v mnohých oblastiach techniky.

Slovensko-francúzska spolupráca: Príbeh úspechu

Dr. Marcina zdôraznil dôležitosť dlhoročnej slovensko-francúzskej vedeckej spolupráce. Už od 14. storočia si vymenili nápady a poznatky, pričom mená, ako Pablo Deocha, Antoine Furka a Milan Rastislav Štefánik zohrali kľúčovú úlohu v tomto procese.

Konkrétne, spolupráca s Centrom nízkotemperatúrnej fyziky SAV v Košiciach bola pre Dr. Marcina veľmi dôležitá. V roku 2001 spolu s Petrom Sabom z Grenoblu objavili supervodiaci magnéziový diborid, čo viedlo k rozsiahlemu a vysoko citovanému výskumu. Následné spolupráce s Yosefom Katmachicom a Susannou Pulvou viedli k rozvoju moderného ultra-citlivého kalorimetra v Košiciach.

Aplikácie supervodičov: Od medicíny po energetiku

Supervodiče majú obrovský potenciál pre využitie v rôznych oblastiach. V medicíne sa používajú vo výkonných magnetoch pre MRI (magnetickú rezonanciu), ktoré umožňujú detailné zobrazovanie vnútorných orgánov. Vo vede sú kľúčové pre detektory častíc a experimenty na Veľkom hadrónovom kolidéri v CERN-e.

V energetike by supervodiace káble mohli umožniť prenos elektrickej energie bez strát, čo by výrazne zvýšilo efektivitu distribučných sietí. Výskum sa tiež zameriava na využitie supervodičov v fúznych reaktoroch a magnetických levitačných systémoch (maglev).

Odporúčania a úvahy

Dr. Marcina vo svojom prejave zdôraznil, že vedecký pokrok je výsledkom kolektívnej práce a spolupráce. Jeho príbeh slovensko-francúzskej spolupráce je dôkazom toho, ako môžu rôzne krajiny prispieť k inováciám a objavom.

Výskum supervodičov predstavuje jednu z najväčších výziev pre vedecké komunity po celom svete. Dosiahnutie supervodičnosti pri izbovej teplote by malo revolučný dopad na naše životy, od energetiky až po medicínu a dopravu.

Zdroje:

• Slovenská akadémia vied: https://www.sav.sk/

Približne 185 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.93 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.