di  -  martedì 25 ottobre 2011

Se voi che leggete siete della mia generazione, vi ricorderete sicuramente il famigerato skateboard volante apparso in “Ritorno al Futuro” parte seconda… e oggi, nel 2011 vi domanderete: “Ma dov’è il mio skateboard volante? Perché non ce lo abbiamo ancora?!?”

Beh, le realtà scientifiche sono sempre più complesse rispetto a come l’immaginazione fantascientifica ci lascerebbe immaginare, ma non disperate, perché ormai ci siamo vicini.

Il principio di funzionamento, infatti, è molto semplice: si basa sull’effetto Meissner, noto in superconduttività. Alcuni materiali mostrano un comportamente molto particolare quando portati a temperature bassissime. Quando la temperatura scende sotto una certa temperatura critica, diversa per ciascun materiale, la resistenza elettrica presente in questi materiali scompare completamente, andando a zero.

Per questa ragione vengono detti materiali superconduttori. Nei normali conduttori, infatti, anche diminuendo la temperatura fino a raggiungere lo zero assoluto, offriranno sempre una certa resistenza elettrica. Alcuni superconduttori, di tipo ceramico, hanno la temperatura critica relativamente alta, attorno ai 90 K, ovvero -183 gradi centigradi. Poiché l’azoto liquido ha il punto di ebollizione attorno ai 70K, non è così difficile raggiungere queste temperature.

Oltre a non presentare resistenza elettrica, i superconduttori hanno anche un’altra proprietà stupefacente. L’effetto Meissner, infatti, consiste nel fatto che un superconduttore respinge dal proprio interno ogni campo magnetico, come si può vedere dalla figura sottostante:

Questo avviene perché il superconduttore distribuisce tutte le proprie cariche sulla superficie, ed esse impediscono al campo magnetico di penetrare all’interno del materiale (tranne che per una piccola lunghezza chiamata “lunghezza di penetrazione di London”). Questo effetto, con qualche trucco, permette di fare delle dimostrazioni alquanto spettacolari, come si vede dal video sottostante che in questi giorni ha fatto il giro della rete:

In questo video, i ricercatori dell’università di Tel Aviv, hanno preso un dischetto ricoperto di un sottile strato di materiale superconduttore. In questo modo il campo magnetico viene  si respinto ma, come abbiamo detto, per una piccola lunghezza riesce comunque a pendetrare. A causa della sottgliezza del materiale superconduttore si creano dei piccoli “tubi di flusso” all’interno del disco, che sostanzialmente fanno si che esso resti “intrappolato” nel campo magnetico, in qualsiasi posizione venga messo, come si vede dal video.

L’effetto è veramente interessante, anche se come potete immaginare non siamo ancora al livello di poterci costruire il nostro skateboard alla Ritorno al Futuro, poiché la condizione necessaria è che ci sia un campo magnetico uniforme e che il superconduttore sia a temperature molto basse, difficili da mantere a sufficienza per poterlo usare per strada.

Non disperiamoci, però, perché a livello puramente dimostrativo possiamo già goderceli, per esempio come è successo alla Festa della Scienza di Mulhouse, in Francia. Dei ricercatori dell’università Paris Diderot hanno infatti mostrato un hoverboard di propria produzione, per la gioia di tutti i cresciuti negli anni ’80!

11 Commenti »

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  • # 1
    carlo
     scrive: 

    che caxxata da utonti, siamo anni luce indietro per queste cose, un dischetto gelato che galleggia sopra una mezza tavolozza non vuol dire niente,bastano 2 calamite contrapposte,questo la dice lunga sul livello tecnologico a cui siamo ancora arrivati nel 21° secolo, fino a quando non si scoprirà (se mai si farà) l’anti gravità,e il modo di controllarla, non sarà possibile nulla di tutto ciò, mi riferisco anche hai viaggi spaziali a lunga distanza.

  • # 2
    Cla
     scrive: 

    Se permetti Eleonora, consiglio la visione di questo video http://www.youtube.com/watch?v=VyOtIsnG71U (che è un po’ più completo di quello postato da te), dove viene spiegato il fenomeno fisico che sta alla base e tutta la costruzione del “coso”. :)
    Loro chiamano questo fenomeno “levitazione quantica”.

  • # 3
    Cla
     scrive: 

    @Carlo
    Evidentemente non hai capito nulla del fenomeno. Non centra nulla con delle calamite contrapposte -.-

  • # 4
    Cristiano
     scrive: 

    Beh, intanto ho la Delorean… poi quando ci sarà l’hoverboard, me lo prenderò! ;)

  • # 5
    LASCO
     scrive: 

    Ho letto diversi giorni fa la notizia su un quotidiano italiano online e come al solito mi sono chiesto sempre la stessa cosa “ma chi sono questi giornalisti scientifici???”. purtroppo non c’era la possibilità di replicare con un post (a parte due post che chissà chi ce li mette!).

    In breve, sembrava che fosse un’invenzione incredibile, quando invece queste sono cose conosciute da molti anni, ma non da questi giornalisti evidentemente.

    La vera rivoluzione sarebbero i superconduttori a temperatura ambiente, ma chissà se esistono!
    Ogni tanto qualcuno lo acclama, ma finisce sempre in un nulla di fatto.
    L’ultimo di questi episodi che ricordi mi pare risalga a circa 5 anni fa quando un gruppo americano scriveva in continuazione articoli su science e nature, salvo poi che nessuno riusciva a riprodurre i dati ed il trucco fu scoperto!

  • # 6
    carlo
     scrive: 

    Grande lasco, quoto!!!

  • # 7
    Flare
     scrive: 

    Sicuramente “le realtà scientifiche sono sempre più complesse rispetto a come l’immaginazione fantascientifica ci lascerebbe immaginare”, ma è stupendo che pian piano si riesca a realizzare o ad avvicinarsi a ciò che una volta si era solo immaginato. E in fondo l’immaginazione ispira: chi vuole realizzare qualcosa di nuovo, prima se lo immagina. A volte sono fantasie ingenue, a volte campate in aria, altre hanno base più solide, ma qualche volta la realtà supera la fantasia.

  • # 8
    renato
     scrive: 

    “un dischetto ricoperto di un sottile strato di materiale superconduttore. In questo modo il campo magnetico viene si respinto ”

    per spiegare questa “azione-reazione” si può richiamare la legge di Lenz e=-dflusso/dt (o di Faraday-Neumann e=dflusso/dt) che ripropone in chiave elettromagnetica il concetto fondamentale della fisica: ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Avvicinando un materiale superconduttore ad un magnete permanente si genereranno tensioni che instaureranno correnti e campi magnetici repulsivi. Questi campi diventeranno attrattivi quando si tenterà di allontanare il materiale superconduttore dal magnete permanente.

  • # 9
    makrov
     scrive: 

    sarebbe interessante calcolare come si comportano le forze di attrito in questi casi, gia penso a delle batterie al volano che sfruttano questo fenomeno

  • # 10
    banryu
     scrive: 

    @Cristiano: beh, se hai la Delorean giusta basta che imposti una data futura e ti fiondi in autostrada a 88 miglia orarie… con un po’ di fortuna quel *quando ci sarà* diventerà un *adesso c’è* :-P

    P.S.: non sapendop nulla di supercoduttori & affini, per me il video del fenomeno è stato interessante.

  • # 11
    max
     scrive: 

    Lavoro con i supercon da circa 20 anni, in un laboratorio internazionale di RMN. Purtroppo allo stato attuale gli unici materiali superconduttori che riescono a sopportare correnti dell’ordine di centinaia di ampere (quindi a generare campi magnetici di decine di Tesla) sono leghe di Nb-Ti e funzionano (almeno ai campi più alti) solo a 2.1K. Quindi serve necessariamente elio liquido super raffreddato oltre la soglia del punto di liquefazione (4 K), e per tale motivo non possono essere né mobili né esposti, ma protetti da speciali dewar.

    E’ vero che i superconduttori ceramici promettono bene, ma hanno la grossa limitazione di non essere materiali duttili e malleabili come le leghe metalliche e quindi, almeno allo stato attuale (e prevedo anche nel prossimo futuro), non sono utilizzabili per realizzare gli avvolgimenti dei magneti (per azionare il moto di macchine) o realizzare linee di condizione elettrica (per mantenere bassi i costi di trasmissione di energia), giusto per citare due delle più appetibili applicazioni.

    Riparliamone tra 20 anni.

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