Υπεραγώγιμα υλικά στο CERN πετυχαίνουν νέο ρεκόρ

Ηλεκτρικό ρεύμα 20.000 Ampere διαπέρασε μία γραμμή υπεραγώγιμων αγωγών στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ηλεκτρική ένταση που αποτελεί παγκόσμιο ρεκόρ.

Για την παραγωγή των ισχυρότατων μαγνητικών πεδίων που επιταχύνουν τα φορτισμένα σωματίδια εντός του επιταχυντή LHC χρειάζονται ηλεκτρικά ρεύματα πολύ μεγάλης έντασης.

Απαραίτητη προϋπόθεση για τη διέλευση όλου αυτού του ρεύματος είναι η εκμετάλλευση του φαινομένου της υπεραγωγιμότητας, κατά το οποίο ορισμένα υλικά φανερώνουν υπό συνθήκες πρακτικά μηδενική ηλεκτρική αντίσταση.

Δίχως υπεραγώγιμους αγωγούς, θα ήταν αδύνατη η απαγωγή της πολύ μεγάλης θερμότητας που θα προκαλούταν από την τριβή των ηλεκτρονίων στο εσωτερικό τους.

Το επίτευγμα πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος αναβάθμισης του επιταχυντή LHC, προκειμένου να λειτουργήσει σε μεγαλύτερες ενέργειες το 2015. Χρησιμοποιήθηκαν αγωγοί από διβορίδιο μαγνησίου (MgB₂) μήκους 20 μέτρων που λειτούργησαν στη θερμοκρασία των -249^ο C,αν και οι ερευνητές έδειξαν πως ανάλογα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν και σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Οι υπεραγώγιμες ιδιότητες του σχετικά φθηνού αυτού υλικού ανακαλύφθηκαν το 2001 και από το 2008 το CERN έχει το έχει εντάξει στο ερευνητικό του πρόγραμμα, προκειμένου να εξακριβωθούν οι πραγματικές του δυνατότητες.

Σύμφωνα με τα μέχρι τώρα στοιχεία η αντικατάσταση των συμβατικών υπεραγώγιμων αγωγών νιοβίου-τιτανίου (Nb-Ti) που χρησιμοποιεί σήμερα ο οργανισμός με το νέο υλικό, θα παρουσίαζε πολλά πλεονεκτήματα.  

Πέρα από το όφελος για το CERN, το πρόγραμμα αυτό αναμένεται να αποτελέσει μία τεχνολογία που θα δώσει λύση μελλοντικά στο πρόβλημα της μεταφοράς ρεύματος σε μεγάλες αποστάσεις.

Για το σκοπό αυτό έχει ήδη υπογραφεί μία σύμβαση συνεργασίας μεταξύ του CERN και του Διεθνούς Οργανισμού Ερευνών Βιωσιμότητας (IASS), με σκοπό τη μεταφορά τεχνογνωσίας και την κατασκευή υπεραγώγιμων γραμμών μετάδοσης ρεύματος, με ενδιάμεσους κρυογενικούς σταθμούς που θα ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του δικτύου μεταφοράς.