Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Zwarte gaten:een model voor supergeleiders?

Zwarte gaten:een model voor supergeleiders?

Supergeleiding is een fenomeen waarbij bepaalde materialen, wanneer ze tot onder een bepaalde temperatuur worden afgekoeld, geen elektrische weerstand vertonen en magnetische velden uitdrijven. Dit maakt ze ideaal voor gebruik in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals supergeleidende magneten, MRI-machines en deeltjesversnellers.

Wetenschappers proberen al jaren de microscopische mechanismen te begrijpen die aanleiding geven tot supergeleiding. Eén mogelijkheid is dat supergeleiding te wijten is aan de vorming van elektronenparen, bekend als Cooper-paren. Cooper-paren kunnen zich vormen wanneer de temperatuur onder een bepaalde kritische temperatuur wordt verlaagd, en ze zijn verantwoordelijk voor de nul elektrische weerstand en de uitdrijving van magnetische velden die kenmerkend zijn voor supergeleiders.

De afgelopen jaren is er steeds meer belangstelling ontstaan ​​voor de mogelijkheid dat zwarte gaten een model kunnen vormen voor supergeleiders. Zwarte gaten zijn gebieden in de ruimtetijd met zulke intense zwaartekrachtvelden dat niets, zelfs licht niet, eraan kan ontsnappen. De waarnemingshorizon van een zwart gat is de grens waarbuiten niets kan ontsnappen.

Er is gesuggereerd dat de waarnemingshorizon van een zwart gat analoog kan zijn aan het Cooper-paar in een supergeleider. Net zoals de waarnemingshorizon van een zwart gat verhindert dat er iets ontsnapt, voorkomt het Cooper-paar dat elektronen zich verspreiden en hun energie verliezen, wat aanleiding geeft tot de nul elektrische weerstand van supergeleiders.

Deze analogie tussen zwarte gaten en supergeleiders staat nog in de kinderschoenen, en er is veel dat we niet begrijpen. Het is echter een opwindende mogelijkheid die uiteindelijk kan leiden tot een beter begrip van zowel zwarte gaten als supergeleiding.

Hier zijn enkele specifieke voorbeelden van hoe zwarte gaten een model kunnen vormen voor supergeleiders:

* De waarnemingshorizon van een zwart gat is analoog aan het Cooper-paar in een supergeleider. Net zoals de waarnemingshorizon van een zwart gat verhindert dat er iets ontsnapt, voorkomt het Cooper-paar dat elektronen zich verspreiden en hun energie verliezen, wat aanleiding geeft tot de nul elektrische weerstand van supergeleiders.

* De vorming van een zwart gat is analoog aan de vorming van een Cooper-paar. Wanneer er een zwart gat ontstaat, stort materie in onder zijn eigen zwaartekracht en ontstaat er een singulariteit. Deze singulariteit is analoog aan het elektronenpaar dat een Cooper-paar vormt.

* Het zwaartekrachtveld van een zwart gat is analoog aan het elektromagnetische veld van een supergeleider. Het zwaartekrachtveld van een zwart gat is verantwoordelijk voor de waarnemingshorizon, en het elektromagnetische veld van een supergeleider is verantwoordelijk voor het Cooper-paar.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van hoe zwarte gaten een model kunnen vormen voor supergeleiders. Het staat nog in de kinderschoenen, maar deze analogie is een veelbelovende onderzoeksrichting die uiteindelijk kan leiden tot een beter begrip van zowel zwarte gaten als supergeleiding.