The phenomenon you saw here for a brief moment is called quantum levitation and quantum locking. And the object that was levitating here is called a superconductor. Superconductivity is a quantum state of matter, and it occurs only below a certain critical temperature.
Fenomenul pe care l-ați văzut aici pentru o secundă se numește levitație cuantică, respectiv fixare cuantică. Obiectul care levita aici se numește superconductor. Superconductivitatea e o stare cuantică a materiei și are loc doar sub o anume temperatură critică.
Now, it's quite an old phenomenon; it was discovered 100 years ago. However, only recently, due to several technological advancements, we are now able to demonstrate to you quantum levitation and quantum locking.
E un fenomen cunoscut de multă vreme; a fost descoperit acum 100 de ani. Cu toate acestea, doar recent, datorită descoperirilor tehnologice recente suntem în măsură să vă putem demonstra levitația cuantică și fixarea cuantică.
So, a superconductor is defined by two properties. The first is zero electrical resistance, and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor. That sounds complicated, right? But what is electrical resistance? So, electricity is the flow of electrons inside a material. And these electrons, while flowing, they collide with the atoms, and in these collisions they lose a certain amount of energy. And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect. However, inside a superconductor there are no collisions, so there is no energy dissipation.
Un superconductor e definit prin două proprietăți. Prima e rezistența electrică zero, iar a doua e expulzarea câmpului magnetic din interiorul său. Sună complicat? Dar ce e rezistența electrică? Electricitatea e fluxul de electroni în interiorul materiei. Electronii, în timpul deplasării se ciocnesc cu atomii, iar în urma coliziunilor pierd o parte din energie. Și disipează această energie sub formă de căldură, cunoașteți fenomenul. Dar în interiorul unui superconductor nu au loc coliziuni, prin urmare nu există pierdere de energie.
It's quite remarkable. Think about it. In classical physics, there is always some friction, some energy loss. But not here, because it is a quantum effect. But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields. So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside, and it has the means to do that by circulating currents. Now, the combination of both effects -- the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance -- is exactly a superconductor.
E remarcabil. Gândiți-vă. În fizica clasică întotdeauna există frecare, pierdere de energie. Dar nu aici, pentru că e un fenomen cuantic. Asta nu e tot, superconductorilor nu le place câmpul magnetic. Un superconductor va încerca să expulzeze câmpul magnetic din interior, și e capabil să o facă prin circularea curenților. Combinarea celor două efecte: respingerea câmpurilor magnetice și rezistența electrică zero, este exact un superconductor.
But the picture isn't always perfect, as we all know, and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor. Now, under proper conditions, which we have here, these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor. And these strands of magnetic field inside the superconductor, they come in discrete quantities. Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics. And it turns out that they behave like quantum particles.
Dar condițiile nu sunt totdeauna perfecte, după cum știm, și uneori linii de câmp magnetic rămân în interiorul superconductorului. În condițiile ideale pe care le avem aici, aceste linii magnetice pot fi prinse în interiorul superconductorului. Și aceste liniile de câmp magnetic din interiorul superconductorului sunt foarte puțin intense. De ce? Pentru că e un fenomen cuantic. E fizică cuantică. Și se comportă ca particule cuantice.
In this movie here, you can see how they flow one by one discretely. This is strands of magnetic field. These are not particles, but they behave like particles. So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.
În acest clip vedeți cum curg una după alta discontinuu. Acestea sunt benzi de câmp magnetic. Nu sunt particule, dar se comportă ca niște particule. De aceea numim acest efect levitație cuantică și fixare cuantică.
But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field? Well, first there are strands of magnetic field left inside, but now the superconductor doesn't like them moving around, because their movements dissipate energy, which breaks the superconductivity state. So what it actually does, it locks these strands, which are called fluxons, and it locks these fluxons in place. And by doing that, what it actually does is locking itself in place. Why? Because any movement of the superconductor will change their place, will change their configuration.
Dar ce se întâmplă cu un superconductor când îl plasăm într-un câmp magnetic? În primul rând există fâșii de câmp magnetic rămase în interior, dar superconductorului nu-i place ca acestea să se modifice pentru că mișcarea lor disipează energie, şi asta destabilizează starea de superconductivitate. Prin urmare imobilizează aceste benzi, numite fluxoni, pe care îi ţine fixaţi în loc. Reacționând astfel, reușește în consecință să se autoblocheze în spațiu. De ce? Pentru că orice mișcare a superconductorului le va schimba locul, le va schimba configurația.
So we get quantum locking. And let me show you how this works. I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough. And when I place it on top of a regular magnet, it just stays locked in midair.
Astfel inducem fixarea cuantică. Să vă arăt cum funcționează. Am un superconductor pe care l-am învelit ca să rămână rece suficient timp. Când îl pun deasupra unui magnet obișnuit, rămâne imobilizat în aer.
(Applause)
(Aplauze)
Now, this is not just levitation. It's not just repulsion. I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration. Like this, or move it slightly to the right or to the left. So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor. Of course, I can turn it upside down, and it will remain locked.
Asta nu e doar levitație. Nu e doar respingere. Pot rearanja fluxonii și va fi blocat în această nouă configurație, așa, sau îl înclin ușor la dreapta sau la stânga. Asta e fixarea cuantică tridimensională a superconductorului. Desigur, îl pot răsturna și va rămâne blocat.
Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking, Yeah, we understand that. You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet, in which the magnetic field is the same all around, the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet. Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained. You see? I can adjust and I can rotate the superconductor. We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.
Ca să înțelegem că ce numim levitație e de fapt fixare... Da, înțelegem. Nu veți fi surprinși dacă iau acest magnet circular, în care câmpul magnetic e același peste tot, superconductorul se va roti de-a lungul axei magnetului. De ce? Pentru că atât timp cât se rotește, fixarea se menține. Vedeți? Pot ajusta și pot roti superconductorul. Avem mișcare fără frecare. Levitează, dar se poate roti liber.
So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet. But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this? Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot. One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.
Deci avem fixare cuantică și îl putem levita deasupra acestui magnet. Câți fluxoni, câte linii de câmp magnetic există într-un disc ca acesta? Putem calcula și se pare că destul de multe. O sută de miliarde de linii de câmp magnetic
But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet. And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here is only half a micron thick. It's extremely thin. And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight. It's a remarkable effect. It's very strong.
în interiorul acestui disc de opt cm. Dar nu asta e partea uimitoare, există ceva ce încă nu v-am spus. Partea uimitoare e că superconductorul acesta are doar un micron grosime. E extrem de subțire. Acest strat extrem de subțire poate levita de 70.000 de ori greutatea proprie. E un efect remarcabil. E foarte puternic.
Now, I can extend this circular magnet, and make whatever track I want. For example, I can make a large circular rail here. And when I place the superconducting disk on top of this rail, it moves freely.
Aș putea extinde acest magnet circular și să fac orice traseu doresc. De exemplu, pot face un traseu circular mare. Când plasez discul superconductor deasupra șinei el se mișcă liber.
(Applause)
(Aplauze)
And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate, and it freely moves in this new position. And I can even try a new thing; let's try it for the first time. I can take this disk and put it here, and while it stays here -- don't move -- I will try to rotate the track, and hopefully, if I did it correctly, it stays suspended.
Asta nu e tot. Îi pot ajusta poziția, îl pot roti și se mișcă liber în această nouă poziție. Pot încerca ceva nou. Să încercăm ceva pentru prima dată: pot lua discul și să-l pun aici, iar în timp ce stă aici, nu te mișca, voi încerca să răstorn șina, şi să sperăm că, dacă am făcut-o corect, va rămâne suspendat.
(Applause)
(Aplauze)
You see, it's quantum locking, not levitation. Now, while I'll let it circulate for a little more, let me tell you a little bit about superconductors. Now -- (Laughter) -- So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors, so we can use them to produce strong magnetic fields, such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on. But we can also store energy using superconductors, because we have no dissipation.
E fixare cuantică, nu levitație. În timp ce-l las să circule încă puțin, să vă spun câte ceva despre superconductori. (Râsete) Acum știm că putem transfera cantități enorme de curent folosind superconductorilor, deci putem să-i folosim să producem câmpuri magnetice puternice, ca cele necesare în aparatele RMN, în acceleratoare de particule, și altele. Dar putem și stoca energie folosind superconductori,
And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations.
pentru că nu avem pierderi.
Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable. But what is the future of quantum levitation and quantum locking? Well, let me answer this simple question by giving you an example. Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand, three-inch diameter, with a single difference. The superconducting layer, instead of being half a micron thin, being two millimeters thin, quite thin. This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand. Amazing. Thank you.
Am putea produce cabluri de curent pentru a transfera cantități uriașe de electricitate între centralelr electrice. Imaginați-vă să putem susţine o centrală cu un singur cablu superconductor. Care e viitorul levitației şi imobilizării cuantice? Vă voi răspunde la această simplă întrebare printr-un exemplu. Imaginați-vă un disc similar cu cel pe care îl am aici în mână, cu diametru opt cm, cu o singură diferență. Stratul superconductor, în loc să fie jumătate de micron, ar fi de doi milimetri, destul de subțire. Acest strat superconductor de doi milimetri ar putea susține 1.000 kg, o mică mașină. Uimitor! Vă mulțumesc!
(Applause)
(Aplauze)