LK-99 và cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 5, mảnh ghép quan trọng của thế kỉ 21

Các vật liệu siêu dẫn tìm ra theo năm - Nguồn: Andrew Cote

Sự khác biệt duy nhất là critical temperature của các vật liệu trên được đo ở áp suất 1 triệu atm. Do đó việc ứng dụng các vật liệu này trong ứng dụng thực tế là bất khả thi. Trong khi LK-99 có thể đạt được critical temperature là 127 độ C ở atm 1, tức áp suất khí quyển.

LK-99 - Nguồn: Andrew Cote

Để khiến cho các electron bắt đầu gliding, LK-99 hình thành vùng áp lực kéo dãn (tension stress zone) ở giữa vùng áp lực nén (compression stress zone). Từ đó giúp electron di chuyển bên trong tension zone dưới dạng gliding thay vì bouncing.

Trong các hệ thống điện hiện tại, điện năng được truyền đi trong dây dẫn như cái cách mà một tảng băng được kéo lê trên nền bê tông. Do lực ma sát, một lượng băng sẽ tăng nhiệt và chuyển thành nước và khối lượng băng tại điểm nhận sẽ bị giảm đi đáng kể. Việc cải thiện hệ thống truyền tải điện chỉ giúp giảm lượng băng thất thoát và giảm chi phí bảo trì nền bê tông do nhiệt năng sinh ra.
Với LK-99, điện trở suất về 0, do đó điện trở sẽ trở về 0, điện năng khi này sẽ được truyền đi như nước bên trong ống. Điều này có nghĩa lực ma sát về gần với 0. Do đó, thất thoát năng lượng tiến về 0 và hỏng hóc do nhiệt cũng tiến về 0.
Đồng thời, zero-resistivity giúp tối giản hoá thiết kế và vận hành lưới điện các quốc gia do sự không cần thiết của các trạm trung chuyển điện năng. Từ đó hiện thực hoá mô hình cấp điện trung tâm và xuất hiện các doanh nghiệp chuyên cung cấp điện năng cho toàn quốc gia hay toàn châu lục, tiêu biểu là các quốc gia có trữ lượng hoá năng hoặc nhiên liệu điện hạt nhân lớn như Nga, các quốc gia Trung Đông, Úc, ...
Zero-resistivity dẫn đến các hệ quả bao gồm critical current và critical magnetic field. Và những hệ quả này mới thực sự dẫn đến vô vàn các ứng dụng thực tiễn.

Ứng dụng thực tiễn

Động cơ điện và máy biến áp

Dòng điện Fuco (hay eddy current) bên trong các động cơ điện và máy biến áp sinh ra nhiệt và giảm hiệu suất của máy. Từ đó, công suất tối đa của máy trong thực tế bị giới hạn nhằm tránh hỏng hóc do nhiệt phát sinh. LK-99 giúp tạo ra từ trường cực mạnh với hiệu suất cực cao và vì sự thiếu vắng dòng điện Fuco, công suất tối đa của máy sẽ được năng lên cực cao, từ đó đạt được hiệu suất cao hơn với chi phí bảo trì được tối giảm.

Hiện nay, năng lượng tái sinh có tiềm năng sản lượng vượt qua mức sử dụng tối đa của toàn nhân loại. Ước tính, toàn bộ điện năng sử dụng ở Mỹ có thể được cung cấp bởi pin mặt trời nếu được lắp đặt ở một góc của bang Utah.
Tuy nhiên, việc lưu trữ năng lượng trở thành nút thắt cổ chai của toàn hệ thống năng lượng tái sinh.
Với hệ thống lưu trữ năng lượng bằng vật liệu siêu dẫn, năng lượng dư thừa được nạp vào và tuần hoàn liên tục bên trong một vòng lặp của vật liệu siêu dẫn. Do điện trở suất về 0, năng lượng có thể được lưu trữ gần như mãi mãi với phần trăm thất thoát theo giời gian tiến về 0. Đồng thời, sự thiếu vắng của nhiệt năng sinh ra cũng tối giảm chi phí bảo trì và tăng cao tuổi đời của hệ thống.

Hệ thống lưu trữ năng lượng từ siêu dẫn - Nguồn: Andrew Cote

Nuclear fusion - Hợp hạch hạt nhân

Vấn đề đau đầu của năng lượng hợp hạch hạn nhân hiện nay là do các neutron được tạo ra trong quá trình hợp hạch không thể bị điều hướng và khai thác năng lượng vì bản chất không mang điện tích của chúng.
Mặc khác, việc tích năng lượng cho các hạt nhân đầu vào khiến cho hiệu số năng lượng thu được trừ cho năng lượng đầu vào trở nên âm.
Mặt dù LK-99 không hề giúp ích trong việc giải quyết vấn đề đầu tiên, LK-99 sẽ giúp giảm nhiệt năng không mong muốn sinh ra trong quá trình vận hành. Đồng thời cũng giúp quá trình tích năng lượng của nguyên tử đầu vào trở nên hiệu quả hơn. Xem thành phần Magnet ở hình bên dưới.

Trong công cuộc tìm kiếm và nghiên cứu các hạt mới nhằm mở ra các tiềm cho vật lý hiện đại, việc xây dựng và vận hành các máy giao tốc hạt trở nên vô cùng tốn kém do quy mô công trình và năng lượng yêu cầu để thực hiện bắn phá các hạt. Do đó, LK-99 giúp cắt giảm hai thứ trên để tiến hành các thí nghiệm, từ đó phổ biến việc đầu tư và phát triển các máy gia tốc hạt. Góp phần giúp chúng ta hiểu hơn về các hạt và ứng dụng của chúng.

Bên trong máy MRI là các nam châm điện công suất lớn. Do đó trong quá trình vận hành, nam châm này sinh ra một nhiệt lượng khổng lồ dễ gây ra cháy nổ, hỏng hóc. Vì vậy bên trong máy sẽ có hệ thống tản nhiệt (cryogenics), mà phổ biến là Helium hoá lỏng. Các hệ thống tản nhiệt này khiến cho các máy MRI trở nên vô cùng đắt đỏ.
Việc ứng dụng LK-99 sẽ giúp tăng hiệu suất cộng hưởng từ, triệt tiêu nhiệt năng sinh ra. Vì vậy tối giản hoá và cắt giảm chi phí chế tạo máy.
Một mặt khác, hệ thống RF wave scanner từ LK-99 sẽ đạt được hiệu suất cao hơn các hệ thống scanner hiện có. Từ đó cho ra hình ảnh sắc nét hơn với chi phí thấp hơn.

Mag-lev train

Mag-lev train được biết đến rộng rãi thông qua các tàu điện siêu tốc được xây dựng và vận hành ở Nhật Bản. Về cơ bản, các hệ thống này có thể vận hành mà không cần LK-99. Tuy nhiên, giống như máy MRI, mag-lev train cũng cần một hệ thống cryogenics và do đó, chi phí xây dựng và vận hành cũng bị đội lên.

Transistor, building block của máy tính kỹ thuật số hiện nay cũng phải đối mặt với vấn đề nhiệt phát sinh không mong muốn.
Ngoài ra, các macbook gần đây cũng được loại bỏ quạt tản nhiệt. Tuy nhiên, LK-99 sẽ hoàn toàn loại bỏ nhiệt năng phát sinh và do đó giúp tăng xung nhịp tối đa của vi xử lý. Đồng thời, tăng tuổi đời thiết bị và giảm chi phí bảo trì.

Quantum computing - tính toán lượng tử

Thách thức lớn nhất của máy tính lượng tử hiện tại là hiện tượng bit-flip (đảo bit) trong các qubit gây ra bởi thất thoát nhiệt năng của các electron. Do đó tương tự như MRI và mag-lev train, máy tính lượng tử cũng cần một hệ thống cryogenics để vận hành và đây chính là lý do máy tính lượng tử chưa thể được thương mại hoá.

Cuộc chiến tranh Nga-Ukraine có tính hữu cơ với sự phân bố và tồn tại năng lượng toàn cầu với ba đối trọng bao gồm năng lượng hoá thạch, năng lượng hạt nhân và năng lượng tái sinh. Sự thúc đẩy và phát triển của LK-99 có tiềm năng tác động đến các war goals (mục địch chiến tranh) và các war strategies (chiến lược chiến tranh) trong tương lai gần.

Tính xác thực

Hiện tại LK-99 chỉ mới được công bố và đang được cố gắng tái dựng, xác thực bởi các nhà khoa học trên toàn thế giới. Sự xác thực hoàn toàn tính khả thi của LK-99 sẽ dẫn đến vô số các tác động kinh tế - chính trị trong tương lai.
Nếu LK-99 được hoàn toàn xác thực, thì đây chính là món quà mà chúa gửi đến nhân loại trong thế kỉ 21.

References

Bài viết tham khảo từ bài viết gốc của Andrew Cote trên Twitter

• https://twitter.com/Andercot/status/1685088625187495936
• https://arxiv.org/abs/2307.12008