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Boaz Almog \"levitates\" a superconductor

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00:00...
...

[1] 00:25The phenomenon you saw here for a brief moment
Tradutor: Melissa Mendes Revisora: Margarida Ferreira

[2] 00:29is called quantum levitation and quantum locking.
O fenómeno que viram aqui, por um breve momento

[3] 00:35And the object that was levitating here
chama-se levitação quântica e travamento quântico.

[4] 00:39is called a superconductor.
O objeto que estava aqui a levitar

[5] 00:41Superconductivity is a quantum state of matter,
chama-se um supercondutor.

[6] 00:47and it occurs only below a certain critical temperature.
A supercondutividade é um estado quântico da matéria

[7] 00:51Now, it's quite an old phenomenon;
e ocorre apenas abaixo de certa temperatura crítica.

[8] 00:53it was discovered 100 years ago.
É um fenómeno antigo.

[9] 00:55However, only recently,
Foi descoberto há 100 anos.

[10] 00:57due to several technological advancements,
Mas só recentemente,

[11] 01:00we are now able to demonstrate to you
graças a vários avanços tecnológicos,

[12] 01:02quantum levitation and quantum locking.
estamos aptos a demonstrar

[13] 01:06So, a superconductor is defined by two properties.
a levitação quântica e o travamento quântico.

[14] 01:12The first is zero electrical resistance,
Um supercondutor é definido por duas propriedades.

[15] 01:15and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor.
A primeira é a resistência elétrica zero.

[16] 01:22That sounds complicated, right?
A segunda é a expulsão dum campo magnético do interior do supercondutor.

[17] 01:25But what is electrical resistance?
Isto parece complicado, não é?

[18] 01:28So, electricity is the flow of electrons inside a material.
Afinal, o que é a resistência elétrica?

[19] 01:34And these electrons, while flowing,
A eletricidade é o fluxo de eletrões no interior de um material.

[20] 01:38they collide with the atoms, and in these collisions
Esses eletrões, que circulam,

[21] 01:40they lose a certain amount of energy.
colidem com os átomos e, nessas colisões,

[22] 01:42And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect.
perdem uma certa quantidade de energia.

[23] 01:48However, inside a superconductor there are no collisions,
Dissipam essa energia sob a forma de calor - todos conhecemos esse efeito.

[24] 01:54so there is no energy dissipation.
No entanto, dentro de um supercondutor não existem colisões,

[25] 01:59It's quite remarkable. Think about it.
logo, não existe dissipação de energia.

[26] 02:02In classical physics, there is always some friction, some energy loss.
É espantoso. Pensem nisso.

[27] 02:07But not here, because it is a quantum effect.
Na física clássica, existe sempre alguma fricção, alguma perda de energia.

[28] 02:11But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields.
Mas aqui não, porque se trata de um efeito quântico.

[29] 02:19So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside,
Mas isso não é tudo,

[30] 02:24and it has the means to do that by circulating currents.
porque os supercondutores não gostam de campos magnéticos.

[31] 02:30Now, the combination of both effects --
Por isso, um supercondutor vai tentar expelir o campo magnético do seu interior

[32] 02:33the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --
e vai fazer isso através de correntes circulantes.

[33] 02:39is exactly a superconductor.
A combinação dos dois efeitos

[34] 02:42But the picture isn't always perfect, as we all know,
- a expulsão de campos magnéticos e a resistência elétrica zero -

[35] 02:46and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.
é exatamente o que constitui um supercondutor.

[36] 02:54Now, under proper conditions, which we have here,
Mas nada é perfeito, como todos sabemos.

[37] 02:57these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor.
Às vezes permanecem resquícios de campos magnéticos

[38] 03:02And these strands of magnetic field inside the superconductor,
dentro do supercondutor.

[39] 03:09they come in discrete quantities.
Se houver boas condições, como as que temos aqui,

[40] 03:12Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics.
esses resquícios de campo magnético podem ficar presos dentro do supercondutor.

[41] 03:15And it turns out that they behave like quantum particles.
Esses resquícios de campo magnético dentro do supercondutor,

[42] 03:19In this movie here, you can see how they flow one by one discretely.
aparecem em quantidades discretas.

[43] 03:25This is strands of magnetic field. These are not particles,
Porquê? Porque é um fenómeno quântico, é física quântica.

[44] 03:28but they behave like particles.
Portanto, comportam-se como partículas quânticas.

[45] 03:33So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.
Neste filme, podem ver como eles passam um por um discretamente.

[46] 03:37But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field?
São resquícios de campo magnético.

[47] 03:43Well, first there are strands of magnetic field left inside,
Não são partículas, mas comportam-se como partículas.

[48] 03:48but now the superconductor doesn't like them moving around,
É por isso que chamamos a este efeito levitação quântica e travamento quântico.

[49] 03:52because their movements dissipate energy,
Que acontece com o supercondutor quando o colocamos dentro de um campo magnético?

[50] 03:55which breaks the superconductivity state.
Primeiro, continua a haver lá dentro resquícios de campo magnético,

[51] 03:58So what it actually does, it locks these strands,
mas agora o supercondutor não gosta que eles se movimentem,

[52] 04:02which are called fluxons, and it locks these fluxons in place.
porque esses movimentos dissipam energia,

[53] 04:08And by doing that, what it actually does is locking itself in place.
o que quebra o estado de supercondutividade.

[54] 04:15Why? Because any movement of the superconductor will change their place,
Então, ele trava esses resquícios, que se chamam fluxões

[55] 04:24will change their configuration.
e trava esses fluxões no seu lugar.

[56] 04:26So we get quantum locking. And let me show you how this works.
Ao fazer isso, ele trava-se a si mesmo no seu lugar.

[57] 04:31I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough.
Porquê? Porque qualquer movimento

[58] 04:37And when I place it on top of a regular magnet,
do supercondutor mudará o lugar dos fluxões,

[59] 04:41it just stays locked in midair.
mudará a configuração deles.

[60] 04:45(Applause)
Temos portanto um travamento quântico. Vou mostrar como é que funciona.

[61] 04:49Now, this is not just levitation. It's not just repulsion.
Tenho aqui um supercondutor, que embrulhei para que fique frio por tempo suficiente.

[62] 04:53I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration.
Quando o coloco em cima de um imã vulgar,

[63] 04:58Like this, or move it slightly to the right or to the left.
ele fica travado no ar.

[64] 05:02So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor.
(Aplausos)

[65] 05:10Of course, I can turn it upside down,
Atenção, isto não é apenas levitação. Não é apenas repulsão.

[66] 05:12and it will remain locked.
Eu posso rearranjar os fluxões e ele fica travado nessa nova configuração.

[67] 05:15Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking,
Deste modo, ou movendo-o um pouco para direita ou para a esquerda.

[68] 05:24Yeah, we understand that.
Isto é travamento quântico, um verdadeiro travamento

[69] 05:29You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet,
dum superconductor tridimensional.

[70] 05:33in which the magnetic field is the same all around,
Claro, posso virá-lo de cabeça para baixo

[71] 05:37the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet.
e ele vai continuar travado.

[72] 05:43Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained.
Agora que já percebemos que esta aparente levitação

[73] 05:49You see? I can adjust and I can rotate the superconductor.
é na verdade um travamento

[74] 05:55We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.
- sim, já percebemos isso -

[75] 06:01So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet.
não vão ficar admirados por ouvir dizer que,

[76] 06:11But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this?
se eu agarrar neste imã circular,

[77] 06:17Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot.
em que o campo magnético é o mesmo em toda a volta,

[78] 06:20One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.
o supercondutor poderá rodar livremente em torno do eixo do imã.

[79] 06:27But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet.
Porquê? Porque, enquanto ele roda, mantém-se o travamento.

[80] 06:32And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here
Estão a ver? Posso ajustar e rodar o supercondutor.

[81] 06:37is only half a micron thick. It's extremely thin.
Temos movimento sem fricção.

[82] 06:45And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight.
Ainda está a levitar, mas pode mover-se livremente.

[83] 06:54It's a remarkable effect. It's very strong.
Temos pois travamento quântico e podemos levitá-lo por cima deste imã.

[84] 07:00Now, I can extend this circular magnet,
Mas quantos fluxões, quantos resquícios magnéticos existem num disco como este?

[85] 07:04and make whatever track I want.
Podemos fazer um cálculo, e obtemos um número muito grande.

[86] 07:08For example, I can make a large circular rail here.
Cem mil milhões de resquícios de campo magnético

[87] 07:12And when I place the superconducting disk on top of this rail,
dentro deste disco de 8 cm.

[88] 07:19it moves freely.
Mas esta não é a parte mais espantosa,

[89] 07:23(Applause)
porque há uma coisa que eu ainda não contei.

[90] 07:33And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate,
(Risos)

[91] 07:37and it freely moves in this new position.
A parte espantosa é que este supercondutor que aqui veem

[92] 07:44And I can even try a new thing; let's try it for the first time.
tem uma espessura de apenas meio mícron.

[93] 07:48I can take this disk and put it here,
É extremamente fino.

[94] 07:54and while it stays here -- don't move --
Este disco extremamente fino consegue pôr a levitar

[95] 07:57I will try to rotate the track,
mais de 70 000 vezes o seu próprio peso.

[96] 08:04and hopefully, if I did it correctly,
É um efeito espantoso. É muito forte.

[97] 08:06it stays suspended.
Ora bem, eu posso estender este imã circular

[98] 08:08(Applause)
e fazer o caminho que eu quiser.

[99] 08:18You see, it's quantum locking, not levitation.
Por exemplo, posso fazer aqui um grande carril circular.

[100] 08:25Now, while I'll let it circulate for a little more,
Quando coloco este disco supercondutor por cima deste carril,

[101] 08:29let me tell you a little bit about superconductors.
ele move-se livremente.

[102] 08:32Now -- (Laughter) --
(Aplausos)

[103] 08:38So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors,
Mais uma vez, isto não é tudo.

[104] 08:45so we can use them to produce strong magnetic fields,
Posso ajustar assim a sua posição e rodar.

[105] 08:50such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on.
Ele move-se livremente nessa nova posição.

[106] 08:55But we can also store energy using superconductors,
Posso até tentar uma coisa nova. Vou tentá-la pela primeira vez.

[107] 09:00because we have no dissipation.
Posso agarrar neste disco e colocá-lo aqui.

[108] 09:02And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations.
Enquanto ele fica aqui - não te mexas -

[109] 09:09Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable.
vou tentar rodar o carril.

[110] 09:18But what is the future of quantum levitation and quantum locking?
Segundo espero, se o fiz corretamente,

[111] 09:23Well, let me answer this simple question by giving you an example.
ele continua suspenso.

[112] 09:30Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand,
(Aplausos)

[113] 09:36three-inch diameter, with a single difference.
Estão a ver, é travamento quântico, não é levitação.

[114] 09:40The superconducting layer, instead of being half a micron thin,
Enquanto o deixo circular mais um pouco,

[115] 09:45being two millimeters thin, quite thin.
vou falar um pouco de supercondutores.

[116] 09:48This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand.
(Risos)

[117] 09:59Amazing. Thank you.
Sabemos agora que conseguimos transferir uma enorme quantidade de corrente

[118] 10:02(Applause)
no interior dos supercondutores.