Boaz Almog – Boaz Almog “Levita” Um Supercondutor

The phenomenon you saw here for a brief moment

O fenômeno que vocês viram aqui por um breve momento

is called quantum levitation and quantum locking.

é chamado de levitação quântica e travamento quântico.

And the object that was levitating here

E o objeto que estava levitando aqui

is called a superconductor.

é chamado de supercondutor.

Superconductivity is a quantum state of matter,

Supercondutividade é um estado quântico da matéria,

and it occurs only below a certain critical temperature.

e ocorre apenas abaixo de uma certa temperatura crítica.

Now, it's quite an old phenomenon;

Agora, é um fenômeno bastante antigo;

it was discovered 100 years ago.

foi descoberto há 100 anos.

However, only recently,

No entanto, só recentemente,

due to several technological advancements,

devido a vários avanços tecnológicos,

we are now able to demonstrate to you

somos agora capazes de demonstrar a vocês

quantum levitation and quantum locking.

a levitação quântica e o travamento quântico.

So, a superconductor is defined by two properties.

Então, um supercondutor é definido por duas propriedades.

The first is zero electrical resistance,

A primeira é resistência elétrica zero,

and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor.

e a segunda é a expulsão de um campo magnético do interior do supercondutor.

That sounds complicated, right?

Isso parece complicado, certo?

But what is electrical resistance?

Mas o que é resistência elétrica?

So, electricity is the flow of electrons inside a material.

Então, eletricidade é o fluxo de elétrons dentro de um material.

And these electrons, while flowing,

E esses elétrons, enquanto fluem,

they collide with the atoms, and in these collisions

eles colidem com os átomos, e nessas colisões

they lose a certain amount of energy.

eles perdem uma certa quantidade de energia.

And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect.

E eles dissipam essa energia na forma de calor, e vocês conhecem esse efeito.

However, inside a superconductor there are no collisions,

No entanto, dentro de um supercondutor não há colisões,

so there is no energy dissipation.

então não há dissipação de energia.

It's quite remarkable. Think about it.

É bastante notável. Pensem nisso.

In classical physics, there is always some friction, some energy loss.

Na física clássica, há sempre algum atrito, alguma perda de energia.

But not here, because it is a quantum effect.

Mas não aqui, porque é um efeito quântico.

But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields.

Mas isso não é tudo, porque os supercondutores não gostam de campos magnéticos.

So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside,

Então, um supercondutor tentará expelir o campo magnético do seu interior,

and it has the means to do that by circulating currents.

e tem os meios para fazer isso por meio de correntes circulantes.

Now, the combination of both effects --

Agora, a combinação de ambos os efeitos --

the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --

a expulsão de campos magnéticos e resistência elétrica zero --

is exactly a superconductor.

é exatamente um supercondutor.

But the picture isn't always perfect, as we all know,

Mas a imagem nem sempre é perfeita, como todos sabemos,

and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.

e às vezes filamentos de campo magnético permanecem dentro do supercondutor.

Now, under proper conditions, which we have here,

Agora, sob condições adequadas, que temos aqui,

these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor.

esses filamentos de campo magnético podem ser presos dentro do supercondutor.

And these strands of magnetic field inside the superconductor,

E esses filamentos de campo magnético dentro do supercondutor,

they come in discrete quantities.

eles vêm em quantidades discretas.

Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics.

Por quê? Porque é um fenômeno quântico. É física quântica.

And it turns out that they behave like quantum particles.

E acontece que eles se comportam como partículas quânticas.

In this movie here, you can see how they flow one by one discretely.

Neste vídeo, vocês podem ver como eles fluem um por um discretamente.

This is strands of magnetic field. These are not particles,

Isto são filamentos de campo magnético. Estas não são partículas,

but they behave like particles.

mas se comportam como partículas.

So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.

Então, é por isso que chamamos esse efeito de levitação quântica e travamento quântico.

But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field?

Mas o que acontece com o supercondutor quando o colocamos dentro de um campo magnético?

Well, first there are strands of magnetic field left inside,

Bem, primeiro há filamentos de campo magnético deixados dentro,

but now the superconductor doesn't like them moving around,

mas agora o supercondutor não gosta que eles se movam,

because their movements dissipate energy,

porque seus movimentos dissipam energia,

which breaks the superconductivity state.

o que quebra o estado de supercondutividade.

So what it actually does, it locks these strands,

Então, o que ele realmente faz é travar esses filamentos,

which are called fluxons, and it locks these fluxons in place.

que são chamados de fluxons, e ele trava esses fluxons no lugar.

And by doing that, what it actually does is locking itself in place.

E ao fazer isso, o que ele realmente faz é se travar no lugar.

Why? Because any movement of the superconductor will change their place,

Por quê? Porque qualquer movimento do supercondutor mudará o lugar deles,

will change their configuration.

mudará a configuração deles.

So we get quantum locking. And let me show you how this works.

Então, temos o travamento quântico. E deixem-me mostrar como isso funciona.

I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough.

Tenho aqui um supercondutor, que eu embrulhei para que ficasse frio por tempo suficiente.

And when I place it on top of a regular magnet,

E quando eu o coloco em cima de um ímã comum,

it just stays locked in midair.

ele simplesmente permanece travado no ar.

(Applause)

(Aplausos)

Now, this is not just levitation. It's not just repulsion.

Agora, isso não é apenas levitação. Não é apenas repulsão.

I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration.

Posso reorganizar os fluxons, e ele ficará travado nesta nova configuração.

Like this, or move it slightly to the right or to the left.

Assim, ou movê-lo ligeiramente para a direita ou para a esquerda.

So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor.

Então, isso é travamento quântico -- travamento mesmo -- travamento tridimensional do supercondutor.

Of course, I can turn it upside down,

Claro, posso virá-lo de cabeça para baixo,

and it will remain locked.

e ele permanecerá travado.

Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking,

Agora, agora que entendemos que essa chamada levitação é na verdade um travamento,

Yeah, we understand that.

Sim, entendemos isso.

You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet,

Vocês não ficarão surpresos ao saber que se eu pegar este ímã circular,

in which the magnetic field is the same all around,

em que o campo magnético é o mesmo em toda a volta,

the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet.

o supercondutor será capaz de girar livremente em torno do eixo do ímã.

Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained.

Por quê? Porque enquanto ele gira, o travamento é mantido.

You see? I can adjust and I can rotate the superconductor.

Vejam? Posso ajustar e posso girar o supercondutor.

We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.

Temos movimento sem atrito. Ele ainda está levitando, mas pode se mover livremente em toda a volta.

So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet.

Então, temos o travamento quântico e podemos levitá-lo em cima deste ímã.

But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this?

Mas quantos fluxons, quantos filamentos magnéticos existem em um único disco como este?

Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot.

Bem, podemos calcular, e acontece que, muitos.

One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.

Cem bilhões de filamentos de campo magnético dentro deste disco de três polegadas.

But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet.

Mas essa não é a parte mais incrível ainda, porque há algo que ainda não lhes contei.

And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here

E, sim, a parte incrível é que este supercondutor que vocês veem aqui

is only half a micron thick. It's extremely thin.

tem apenas meio mícron de espessura. É extremamente fino.

And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight.

E esta camada extremamente fina é capaz de levitar mais de 70.000 vezes o seu próprio peso.

It's a remarkable effect. It's very strong.

É um efeito notável. É muito forte.

Now, I can extend this circular magnet,

Agora, posso estender este ímã circular,

and make whatever track I want.

e fazer a pista que eu quiser.

For example, I can make a large circular rail here.

Por exemplo, posso fazer um grande trilho circular aqui.

And when I place the superconducting disk on top of this rail,

E quando eu coloco o disco supercondutor em cima deste trilho,

it moves freely.

ele se move livremente.

(Applause)

(Aplausos)

And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate,

E novamente, isso não é tudo. Posso ajustar sua posição assim, e girar,

and it freely moves in this new position.

e ele se move livremente nesta nova posição.

And I can even try a new thing; let's try it for the first time.

E posso até tentar algo novo; vamos tentar pela primeira vez.

I can take this disk and put it here,

Posso pegar este disco e colocá-lo aqui,

and while it stays here -- don't move --

e enquanto ele fica aqui -- não se mova --

I will try to rotate the track,

Vou tentar girar a pista,

and hopefully, if I did it correctly,

e espero que, se eu fiz corretamente,

it stays suspended.

ele permaneça suspenso.

(Applause)

(Aplausos)

You see, it's quantum locking, not levitation.

Vejam, é travamento quântico, não levitação.

Now, while I'll let it circulate for a little more,

Agora, enquanto eu o deixo circular um pouco mais,

let me tell you a little bit about superconductors.

deixem-me falar um pouco sobre supercondutores.

Now -- (Laughter) --

Agora -- (Risos) --

So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors,

Então, agora sabemos que somos capazes de transferir uma enorme quantidade de correntes dentro de supercondutores,

so we can use them to produce strong magnetic fields,

então podemos usá-los para produzir campos magnéticos fortes,

such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on.

como os necessários em máquinas de ressonância magnética, aceleradores de partículas e assim por diante.

But we can also store energy using superconductors,

Mas também podemos armazenar energia usando supercondutores,

because we have no dissipation.

porque não temos dissipação.

And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations.

E também poderíamos produzir cabos de energia, para transferir enormes quantidades de corrente entre usinas.

Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable.

Imaginem que vocês poderiam ter uma única usina de energia com um único cabo supercondutor.

But what is the future of quantum levitation and quantum locking?

Mas qual é o futuro da levitação quântica e do travamento quântico?

Well, let me answer this simple question by giving you an example.

Bem, deixem-me responder a esta simples pergunta dando-lhes um exemplo.

Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand,

Imaginem que vocês teriam um disco semelhante ao que tenho aqui na minha mão,

three-inch diameter, with a single difference.

três polegadas de diâmetro, com uma única diferença.

The superconducting layer, instead of being half a micron thin,

A camada supercondutora, em vez de ter meio mícron de espessura,

being two millimeters thin, quite thin.

tivesse dois milímetros de espessura, bem fina.

This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand.

Esta camada supercondutora de dois milímetros de espessura poderia segurar 1.000 quilogramas, um carro pequeno, na minha mão.

Amazing. Thank you.

Incrível. Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)