×

Help Tweakers weer winnen!

Tweakers is dit jaar weer genomineerd voor beste nieuwssite, beste prijsvergelijker en beste community! Laten we ervoor zorgen dat heel Nederland weet dat Tweakers de beste website is. Stem op Tweakers en maak kans op mooie prijzen!

Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Bol zweeft al 8081 dagen in een Belgisch laboratorium

Door , 144 reacties

In een laboratorium van de Belgische Koninklijke Sterrenwacht zweeft sinds 8081 dagen, of iets meer dan 22 jaar, een bol van 4 gram in een magnetisch veld. Volgens de instelling is dat een record. Het object bevindt zich in een cryogene gravimeter.

Niet alleen de periode die het supergeleidende object al zweeft is een record, maar ook de tijd dat de gravimeter al op dezelfde plek in gebruik is, meldt de organisatie. Deze draait hetzelfde aantal dagen, vanaf het tijdstip dat er in 1995 elektrische stroom werd 'geïnjecteerd' in een aantal supergeleidende spoelen. Sindsdien circuleert de stroom hier doorheen en wekken ze het eerdergenoemde magnetische veld op.

De gravimeter staat aan het einde van een 130m lange gang, die zich 48m onder de grond bevindt in de Belgische deelgemeente Membach. De detector van het apparaat bevindt zich in vloeibaar helium dat een temperatuur van -269 graden Celsius heeft. De gravimeter valt in de categorie van supergeleidende gravimeters en is in staat om zwaartekrachtvelden te meten.

Hoewel het behalen van het record volgens de Koninklijke Sterrenwacht geen 'fundamenteel belang' heeft voor de vastestoffysica, zijn de metingen wel van belang voor de geofysica. Zo kunnen aan de hand van de metingen variaties van zwaartekracht worden vastgesteld die zich over lange periodes uitstrekken en het gevolg zijn van tektonische activiteit en klimaatverandering.

Gravimeter aan het einde van de ondergrondse gang, foto via Koninklijke Sterrenwacht

Door Sander van Voorst

Nieuwsredacteur

18-09-2017 • 13:52

144 Linkedin Google+

Reacties (144)

Wijzig sortering
Ze suggereren in het artikel dat ze ťťn keer stroom hebben toegevoegd en daarna niet meer.
Maar het compenseren van de zwaartekracht kost toch voortdurend energie? Waar komt die energie vandaan?

edit:
Dus het in stand houden van een magnetisch veld kost op zich geen energie. Daar heb ik nooit zo bij stil gestaan...

[Reactie gewijzigd door napel25 op 18 september 2017 16:05]

Bij een supergeleidende magneet wordt het materiaal eerst afgekoeld met vloeibaar Helium tot ~4 Kelvin. Vervolgens wordt er stroom doorheen gestuurd om het magneetveld te maken. Op het moment dat het magneetveld gemaakt is wordt de kring kortgesloten en is er een stroomcirkel gemaakt van alleen de supergeleidende magneet. Doordat hij supergeleidende is blijft de stroom rond gaan en gaat en blijft dus het magneetveld in stand.
En zo lang je de supergeleiding in stand houdt kun je er ook dingen in laten zweven, aangezien de kinetische en potentiele energie dan gelijkblijven.

Waar je wel voor moet zorgen is dat de magneet koud blijft, dus er moet continu vloeibaar Helium toegevoegd worden, aangezien dit constant een beetje aan het verdampen is om het warmte verlies te compenseren.

Je kunt overigens ook niet in een keer een te groot object in deze magneet stoppen aangezien je het magneetveld dan te veel verstoord en de supergeleiding dan weg zal vallen en er een probleem ontstaat.
Als de magneet een teveel opwarmt verliest het materiaal z'n supergeleidende eigenschappen, heeft dus ineens weerstand, warmt daardoor meer op, meer weerstand, enzovoort. Dus als dit gebeurt verdampt al je koelmiddel vrij rap.

Voorbeeldje van een "quench" van de magneet in een MRI scanner (met opzet): https://www.youtube.com/watch?v=9SOUJP5dFEg
tl;dr:

i.p.v. dat je er energie in voedt in de vorm van elektriciteit voed je het ding door het te koelen.
An sich natuurlijk een prima nuttig iets om te doen, verschillende manieren om iets te bereiken is mooi.. net zoals het bijvoorbeeld mooi is dat wij een auto kunnen laten rijden op endothermische energie (stoom, benzine, gas, waterstof) of op elektromagnetische energie (elektronisch).

Hetzelfde kunnen bereiken met verschillende vormen van energieopslag/opwekking/conversie leidt tot flexibiliteit en vrijheid in ontwerp waardoor sommige dingen die voorheen niet mogelijk waren nu wel mogelijk waren. :)
tl;dr:

i.p.v. dat je er energie in voedt in de vorm van elektriciteit voed je het ding door het te koelen.
Dat is niet correct. Zoals Heintjeput reeds uitlegde word het magneetveld niet gevoed. De koeling is enkel en alleen om te voorkomen dat de supergeleidende spoel opwarmt. Zolang de temperatuur onder de kritieke grens blijft waarbij in het materiaal van de spoel supergeleiding optreedt blijft de stroom lopen en het magnetische veld stabiel.
Ok sorry, ik zal het correct verwoorden:

"Door het ding te koelen voorkom je dat de omgeving het ding opwarmt en daardoor het magnetisch veld verstoord".

Eerlijk gezegd vind ik dat niet erg veel anders dan een auto waarin je gas moet blijven geven om op snelheid te blijven omdat je anders afgeremd wordt door de frictie, zwaartekracht, luchtweerstand etc...
dat is het wel degelijk. Door bij een auto gas te geven, voorzie je de motor van brandstof. Door die te verbranden komt er energie vrij.

In dit geval is er alleen koeling nodig om de supergeleidende eigeschappen van de spoel in stand te houden. Er is geen extra energie nodig voor het magnetisch veld. maw, er is alleen extra koeling nodig doordat de omgeving warmer is dan 4K.
Die koeling kost ook energie.... (duhh)

Dus je bent gewoon energie aan het verbranden om dit 'proces' in stand te houden:
energie wordt 'verbrand' om koelstof te maken -> gebruik koelstof om ding koud te houden -> proces blijft lopen, zelfde idee als een koelkast.
Die zet nl. niet magischerwijs electriciteit om in koelte, echter hij verbrand/verbruikt elektriciteit om hitte te verplaatsen van binnen in de koelkast naar buiten de koelkast.
Natuurlijk heb je daar gelijk in. Echter, het balletje blijft zweven door het magnetisch veld, dat wordt opgewerkt door de supergeleider. Hier is echter de koeling alleen essentieel omdat de supergeleider alleen supergeleidend is bij een heel lage temperatuur. Inmiddels zijn er ook al supergeleiders bij zogenaam hoge temperaturen. Deze hebben dus minder koeling nodig voor hetzelfde effect. Mocht je een plaats vinden waar het koud genoeg is, dan heb je dus helemaal geen koeling nodig.

Met andere woorden, de toevoer van energie is niet essentieel voor het proces dat het balletje laat zweven. Dat is ook logisch want er wordt geen arbeid verricht. Bij een auto die rijdt moet je versnellen en/of weerstand overwinnen. Bij een koelkast wil je energie onttrekken aan de koelkast, hiertoe wordt electrische energie gebruikt. Ook hier is de toevoer van energie dus nodig voor het primaire proces, namelijk koelen.
In die zin heb je op een bepaalde manier wel gelijk. Ja, je moet constant energie in de koeling stoppen en als je dat niet doet dan stopt het hele experiment.

Maar zoals gezegd komt dat doordat je warmte verliest en de isolatie die is toepast niet oneindig goed is. Zou je wel isolatie hebben met een geleiding van 0 dan zou je niet meer hoeven te koelen als de temperatuur eenmaal is bereikt.

Je zou ook kunnen zeggen we zetten een raketmotortje onder het balletje en laten hem net zoals SpaceX raketten hooveren en je hebt hetzelfde bereikt. Alleen door deze manier van het balletje laten zweven is het meetsysteem heel erg gevoelig geworden voor veranderingen in het zwaartekrachtveld en is er dus een precisiemeetinstrument gemaakt.
Het experiment gaat hier ook meer over de efficientie van een supergeleidend circuit dan om het totale stroomverbruik..
Voor zover ik kan zien hebben ze in het supergeleidende deel van het circuit (wat het bolletje dus laat zweven) 1x een electrische lading geinjecteerd die al die tijd zonder noemenswaardig verlies rond is blijven gaan.(En dus laat zien dat supergeleidend ook echt supergeleidend is)
Door de gekoelde spoelen loopt dus al 1995 dezelfde lading die toen geinjecteerd werd, deze wekken het magnetisch veld op wat het balletje laat zweven.

Dat er om dat supergeleidende circuit in stand te houden een waarschijnlijk gigantische hoeveelheid energie benodigd is wordt daarbij buiten beschouwing gelaten.

[Reactie gewijzigd door STi op 18 september 2017 14:16]

"gigantisch" hangt natuurlijk enkel en alleen af van de mate van isolatie, lijkt me dat het nauwelijks meer hoeft de verbruiken dan een standaard vriezer, puur en alleen al omdat hij nooit open gaat
Natuurlijk is er met een goede isolatie een hoop besparing mogelijk op het stroomverbruik, maar een omgeving constant rond het absolute nulpunt houden lijkt me niet helemaal vergelijkbaar met een standaard vriezer waarvan je blij moet zijn als hij de -20 haalt.
Daarnaast was de efficientie van vriezers in 1995 ook niet erg goed te noemen in vergelijking met tegenwoordig. Een gigantische hoeveelheid is dan ook relatief natuurlijk, maar over een periode van 22 jaar zal het in ieder geval niet weinig zijn.
Ben trouwens wel benieuwd hoe veel energie het gekost heeft om die - temperatuur vast te houden.
Het is dus de vraag hoeveel energie het heeft gekost om de hoeveelheid vloeibare Helium die genodigd is op te wekken om de temperatuur op 4 Kelvin (-269 graden celsius) te behouden.
Zeker als je dat vergelijkt met de energie die het kost om een klein bolletje te laten zweven. Als het x energie kost het bolletje te laten zweven tegen de zwaartekracht en de koeling verbrukt 50 000x, hoe weet je dan niet dat er ergens energie 'lekt' zogezegd? Het lijkt me dat dat er makkelijk doorheen glipt. Niet zozeer als kritiek op de wetenschappers, maar meer op de manier van denken achter de experimenten.

[Reactie gewijzigd door Herr Roedy op 18 september 2017 18:58]

Het zijn twee totaal verschillende circuits. Er kan domweg niets van de koeling naar de magneten lekken (die koeling kan bij wijze van spreken meters verderop staan en alleen maar het koelmiddel naar de magneten pompen)
Maar als dat koelmiddel 100 graden onder de omgevingstemperatuur ligt, dan is er toch een soort energieverschil? Ik heb niet de juiste achtergrondkennis om dit allemaal te onderbouwen met vaktermen, dus vergeef me als ik dom klink, maar wat ik weet is dat tempratuur zich graag wil stabilizeren. Peltier elementen bijvoorbeeld leveren energie bij een temperatuurgradient. Hoe weet je dat, als je die bal hebt van 0 graden en koelvloeistof -100 graden, dat er niet een of ander effect optreedt door dat energieverschil ipv door supergeleiding? Zeg maar een ander effect dat ook x resultaat levert?
Peltier elementen leveren geen energie bij een temperatuurgradient. Peltier elementen genereren of verwijderen warmte indien er een stroom loopt. Dus precies omgekeerd van wat je aangeeft.

Wel zou in principe het Seebeck effect kunnen optreden. Dat is een effect waarbij een elektrische spanning word gegenereert bij een overgang tussen twee metalen. Echter enkel en alleen indien de spoel uit twee delen bestaat die van twee verschillende materialen gemaakt zijn. Dat is dus simpelweg te voorkomen door de spoel in zijn geheel van ťťn material te maken, wat ook veel logischer is in deze situatie.
Het woord gigantisch relatief noemen en het dan weerleggen met 'niet weinig' :D
Pas wel op met je stelling daar dat vriezers toen niet zo efficiŽnt waren.. Je moet "commercieel verkrijgbaar" niet verwarren met "technisch niet haalbaar". Ik heb lang geleden tijdens mijn universiteitsdagen in dezelfde tijd veel gewerkt met MRI technieken (grotendeels zelfde technologie) en de isolatie en efficiency op die machines in die tijd zou je waarschijnlijk zelfs vandaag de dag nog een A+++++++++++++ rating krijgen.

Niemand koopt voor thuis een vriezer van 45000 euro, maar dat wil niet zeggen dat het niet mogelijk is of was.
Gigantisch lijkt me een beetje overdreven. Een standaard lab-dewar verliest per dag een paar kilo stikstof met een losse plug (en deze is waarschijnlijk wel beter gesloten).

Tussen 77k en kamertemperatuur zit ongeveer 100 kJ / kg aan energie in stikstof, dus als je vloeibare stikstof met 20% efficiŽntie maakt kost het je 10 (kg stikstof) * 5 (efficiŽntie) / 3600 (kJ > kWh) = 0.014 kWh per dag. Over 8000 dagen kost dat je wel een paar tientjes, en als vloeibare stikstof natuurlijk een paar keer meer. Zeker zuiniger dan een vriezer dus. Een stukje piepschuim (vriezer) vervangen door een vacuum (dewar) maakt een groot verschil.

(Natuurlijk heb je af en toe ook een beetje helium nodig, en is de kostprijs van vloeibare stikstof niet alleen afhankelijk van de energiekosten)
Supergeleiding werkt niet bij vloeibaar stikstof. Het is echt stukken kouder.
Het kost heel erg veel meer energie om helium vloeibaar te maken dan stikstof. En zeker om dat > 20 jr vol te houden.
Als je woordje 'lading' door 'stroom' vervangt kan ik met je meegaan.
Er hoeft geen energie toegevoegd te worden omdat een supergeleider en een magneet elkaar min of meer in evenwicht houden. Het enige wat men hoeft te doen is de supergeleiding in stand houden door de temperatuur dicht tegen het absolute nulpunt te houden.

Deze video legt het aardig uit: https://www.youtube.com/w...mQ&feature=youtu.be&t=128
Dicht er tegenaan levert alsnog verlies op.
Hoe minimaal ook.

Al zal bij een temperatuur van ongeveer 4 Kelvin het verlies erg klein zijn.
Pas bij -273 graden Celsius (0 Kelvin) is het verlies 0.
Ik vraag me af of dit correct is. Er zijn immers super geleiders die bij hogere temperaturen gaan supergeleiden en voor zover ik weet is dit geen minderwaardige supergeleiding.
Dit is niet correct. Supergeleidende materialen krijgen hun supergeleidende eigenschap beneden een bepaalde, kritische temperatuur. Beneden die temperatuur zijn ze volledig supergeleidend en treedt er dus geen verlies meer op. (zie ook https://en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity)
Supergeleiding betekend dat er geen weerstand is en dat wordt (in dit geval) bereikt bij een temperatuur van 4 Kelvin. Boven de 4 Kelvin is het niet meer supergeleidend, daar onder koelen is zinloos immers wordt het niet opeens nog beter supergeleidend, want dat bestaat niet. Er zijn ook legeringen die al supergeleidend zijn bij 135kelvin.

[Reactie gewijzigd door siepeltjuh op 18 september 2017 19:11]

Een temperatuur van 0 graden kelvin zal nooit of te nimmer bereikt worden, tenzij de wetten van het universum herschreven worden.

er is de volgende wet in kwantummechanica:
Δx * Δp ≥ h / 4π
Δx is de onzekerheid van plaats.
Δp is de onzekerheid van momentum.
h/4π is een vaststaande positieve waarde- die tevens verschrikkelijk klein is.

Als de onzekerheid van momentum 0 zijn, betekent dit dat de onzekerheid van plaats oneindig groot moet zijn; een electron ter grootte van het gehele universum en daar voorbij.
Een deeltje moet dus altijd in beweging zijn. Laat temperatuur nou een mate zijn voor de bewegingsenergie van deeltjes op een heel klein niveau. De temperatuur is dus altijd en eeuwig boven het absolute nulpunt. het kan er verschrikkelijk dicht op zitten, maar nooit echt 0 zijn.
Ik impkiceer nergens dat 0 Kelvin bereikt kan worden.
Er zijn genoeg formules met temperatuur in Kelvin die dan als uitkomst 0 hebben.

P.V=n.r.T

Als je hierin een aantal MOL gas hebt met de absolute temperatuur van 0 Kelvin de uitkomst van elke andere grootheid 0.
Zelfs de gasconstante. Wat een vastgestelde grootheid is.

Dus je hoeft niet moeilijk te doen.
Maar niet elke andere grootheid is dan 0. De druk kŗn niet 0 zijn; het zou betekenen dat het gas totaal geen interactie vertoont, dat electronen en down- en upquarks geen elektrisch of magnetisch veld zouden hebben omdat ze anders met die velden kracht uitoefenen. P is dus nooit nul en T ook niet.

Het zou alleen kunnen als er 0 mol stof aanwezig zou zijn in het 'gas'.
Maar afijn, dan is er ook geen enkel deeltje aanwezig in het 'gas' dat 0 kelvin zou zijn. ;)
Pas de formule aan

P.V=n.R.T
P= (n.R.T)/V
Als T=0 dan is de uitkomst P=0

Vul maar ieder willekeurig getal in

Daarmee geef ik aan dat T dus nooit 0 kan zijn.
Er is altijd de constante R, maar met T=0 zou die ook 0 zijn...dat kan dus niet.

Echt
@ajolla absoluut interessant

[Reactie gewijzigd door jqv op 19 september 2017 07:04]

Als T=0 is logischerwijze P ook nul. Er is dan immers geen beweging van (gas?)moleculen, en dus ook geen druk op de wand.
Jouw 'uitleg' rammelt dus aan alle kanten. ;)
Lees eens goed.
Ik geef aan dat T nooit nul kan zijn.

Dus jouw leesvaardigheid rammeltaan alle kanten.
Daarmee geef ik aan dat T dus nooit 0 kan zijn.
Er is altijd de constante R, maar met T=0 zou die ook 0 zijn...dat kan dus niet.
De constante is een vastgesteld getal. Met T=0 valt die constante weg.
Nee hoor.
Je probeert vanuit het ongerijmde te bewijzen dat T niet nul kan zijn.
O.a. door te stellen dat 'anders' R onbepaald zou zijn.
Dat is echter niet het geval.
Het geeft alleen maar aan dat je onder dergelijke condities R niet kunt meten.
Ik vond de manier waarop hij Heisenberg erbij sleepte anders zeer interessant hoor.
Nee, het "compenseren" van de zwaartekracht kost op zichzelf geen energie. Aan een stapel stenen hoef je ook niet voortdurend energie toe te voegen om hem overeind te houden. Energie is nodig als je arbeid verricht, en als je de massa op zijn plaats houdt verricht je juist geen arbeid. Je moet wel constant een kracht uitoefenen. Die kracht wordt uitgeoeffend door een magnetisch veld hier, die - als ik het artikel goed begrijp - wordt opgewekt door een stroom in een supergeleidende spoel. Aangezien een supergeleider geen weerstand heeft en het veld geen arbeid verricht, kan die stroom dus ook blijven lopen lijkt me.
En wat dacht je van het koelen naar -269? vind het maar een vreemd artikel, of ik snap het gewoon niet :)
Het originele artikel beschrijft het als volgt:
de langste levitatie van een supergeleidend object in een magnetisch veld. Dit veld wordt geproduceerd door een continue elektrische stroom, die in 1995 in supergeleidende spoelen geÔnjecteerd werd en sindsdien altijd is blijven circuleren.
Het gaat dus over een continue elektrische stroom, welke in '95 geÔnjecteerd is in sindsdien is blijven circuleren.

Dat doet mij er wel aan denken dat de stroom er eenmalig geÔnjecteerd is waarna de supergeleidedendepositie ingenomen is welke dankzij de temperatuur van -269įC (4 graden boven het absolute nulpunt) behouden blijft. Het koelen gebeurt volgens de bron met vloeibaar helium, zolang dat onder de juiste druk blijft zal de temperatuur laag blijven. Deze "luchtdruk" zal wel nieuwe energie nodig hebben om behouden te blijven. Maar details weet ik verder ook niet, ik heb niet zoveel met natuurkunde ed.
Bedankt voor de uitleg. Vraag: hoe "injecteer" je een elektrische stroom, en hoe laat je die "circuleren"?

Edit: dank voor alle antwoorden. Maar wat ik nog steeds niet voor me zie is hoe die stroom dan "circuleert". Een simpel schemaatje zou veel helpen. :P

[Reactie gewijzigd door torp op 18 september 2017 15:07]

Je hebt een ring van supergeleidend materiaal.
Je maakt een klein stukje van de ring warm, waardoor het niet meer supergeleidend is. Vervolgens maak je aan weerszijden van dat stuk twee electrodes vast, waarop je een stroombron aansluit. Er gaat stroom lopen door die contacten, en door het supergeleidende deel van de ring. Vervolgens laat je het warme stuk van de ring weer afkoelen, zodat het weer supergeleidend wordt. De stroom loopt nu liever door dat supergeleidende stuk (weg van de minste weerstand) dan door de stroombron, die kun je dus uitzetten en afkoppelen. Ziezo, je supergeleidende ring is opgeladen.
Even zo simpel mogelijk okť:
Men neemt een spoel, met aan twee kanten een uitstekend draadje koper.
…ťntje is daarvan is de - en de de andere de +.
Men stuurt er vervolgens stroom doorheen, Ik ga hier dan ook even van wisselspanning uit, waar het hier eigenlijk gelijk spanning betreft, aangezien de elektronen immers wel altijd dezelfde kant op moeten gaan.
Deze stroom laat men lopen, totdat deze spoel is afgekoeld tot 4 graden kelvin, waarna deze spoel super geleidende eigenschappen krijgt, men maakt beide uiteinden van deze spoel uiteindelijk aan elkaar wanneer de spoel deze temperatuur eenmaal heeft bereikt, waarna deze stoom door de spoel blijft lopen, zonder hier opnieuw stroom op te hoeven zetten.
(Dit is dus even super simpel, maar is uiteindelijk wel waar het zo'n beetje op neer komt, niets meer en niet minder)
;)

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 18 september 2017 17:14]

Ik begrijp het!
Had het inmiddels ook al opgemaakt uit het antwoord van @victorclaessen, maar het woord "ring" bleef voor mij een beetje verwarrend.
Het lijkt mij dat ze gelijkspanning gebruiken, zodat de elektronen altijd dezelfde kant op gaan.
Goeie van je, en heb het er inmiddels dan ook even bij vermeld.
Ik heb in mijn reactie hierboven namelijk puur even wisselspanning genomen, om het + & - verhaal even duidelijk te houden.
Anyhow, thx voor het melden, top :)
Doordat de electronen blijven circuleren vanwege de supergeleiding. Waar er normaal gesproken energie verloren gaat in de leiding (koper), weerstand dus, gaat dat bij supergeleiding niet op. Er is geen weerstand, dus geen verlies en de stroom blijft dus lopen. Vergelijk het met beweging door de atmosfeer of door de ruimte. In een vacuŁm kun je na een klein setje eeuwig blijven bewegen, terwijl je binnen de atmosfeer door weerstand wordt afgeremd.
Je injecteert het door middel van "de stekker in het stopcontact te steken".
Normaal gesproken (op kamertemperatuur) heeft iedere stof waar je electriciteit doorheen laat gaan een bepaalde weerstand. Deze weerstand zorgt ervoor dat de stroomsterkte afneemt. U=I*R.
Echter bij supergeleiding is het zo dat de stroom niet door het materiaal zelf heen gaat, maar door een elektromagnetisch veld dat erom heen zit, waardoor de electronen geen weerstand ondervinden. Daarmee valt ook meteen die formule uiteen, dus moet je lastige formules gebruiken die ik zelf niet zo goed snap. Anywho, doordat er geen weerstand meer is, is er ook geen vermindering in je stroomsterkte en spanning waardoor het stroompje rond en rond en rond blijft gaan.
Vergelijk het met een bal aan een touw die je vastmaakt aan een paal en een slinger geeft. Op een gegeven moment stopt die bal met rondgaan door de luchtweerstand. Zou je echter datzelfde doen in een absoluut vacuum (dus zonder die weerstand) zou je zien dat de bal rond en rond en rond gaat (aangenomen dat er even geen andere krachten op spelen die de bal stoppen).

Hoop dat ik het goed en duidelijk uitgelegd heb :)
Denk aan een batterij die een lampje laat branden.
Alleen dan is het lampje een electromagneet.

De batterij is de stroom die je injecteert.

Eenmaal in het circuit bij bijna de absolute 0 temperatuur, krijg je geen (bijna geen) verlies van energie.
de elektriciteit IN het systeem is waarschijnlijk slechts eenmalig geÔnjecteerd.
maar om de helium gekoeld te houden is mogelijk wel nog energie nodig, maar die staat los van deze in het systeem.
Ik gok zo dat de auteur hetzelfde had. :p
Zolang je je helium vloeibaar weet te houden is dat koelen wel te doen, meestal zit om zo'n vloeibare helium kern nog een laag vloeibare stikstof (-196C) zodat het temperatuurverschil al wat kleiner is. Vloeibare stikstof hebben we gelukkig voorlopig nog wel even genoeg van.
Dat is graden Celcius. Er wordt hier over Kelvin gepraat.
en hoeveel is -269 graden celsius? 4 graden kelvin
O ja, ik zie het. :)
Ze zijn 1x begonnen met stroom toevoegen, en dat heeft tot nu toe 22 jaar geduurt
Nee, natuurlijk niet. In dat geval zou supergeleiding niet een relevante toevoeging zijn geweest. Dan was het een alledaags practicum magenetisme uit 4e klas havo zijn geweest; stroom door een spoeltje genereert een magneetveld. Lorenzkrachten enzo. Het bijzondere is dat er eenmalig een stroompje door de spoel werd gejaagd, en die stroom loopt nu al 20 jaar door, en genereert dus ook al 20 jaar een magneetveldje. Gaaf toch.
Hm ja, dan wel idd..
nee, door supergeleiding is er geen weerstand, en dus ook bijna geen verlies van energie, waardoor diezelfde stroom er dus al 22 jaar doorheen loopt
Maar het compenseren van de zwaartekracht kost toch voortdurend energie?
Nee. Als ik hier een object op tafel leg, dan zal die tafel zonder verdere toevoer van energie de zwaartekracht compenseren. En dat houd hij bij praktische waarden van oneindig ook oneindig lang vol.

Het verschil hier is dat het object in een magnetisch veld zweeft. Dat is minder stoffelijk dan die tafel, maar natuurkundig gezien hoef je niet meer energie te gebruiken om te voorkomen dat het object toegeeft aan de zwaartekracht, dan wanneer hij op tafel lag.
Verhelderende vergelijking :) Toch snapt mijn hoofd het niet zo. Dat de tafel de zwaartekracht 'blijvend' kan overwinnen kan ik begrijpen, omdat de tafel bestaat uit deeltjes, en die 'zitten' bomvol energie. Maar een magnetisch veld, bestaat die dan ook uit deeltjes? Zijn dat rondvliegende electronen? #noobvraag
Een kracht betekend nog niet dat er energie word uitgewisseld. Pas als je hier een verplaatsing bij doet (en het object niet een massa van 0 heeft) word er energie uitgewisseld.

De tafel heeft dus helemaal geen energie nodig en het haalt dus ook niet uit hoe bomvol de deeltjes erin met energie zitten.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Arbeid_(natuurkunde)
Deeltjes bestaan niet, het zijn allemaal golven, maar dat kan ons voorstellingsvermogen niet aan.
Hoe dan ook, de energie in de tafeldeeltjes gaat niet op, dus er wordt geen energie verbruikt. Als je in een afgezonderd deel van de ruimte een bolletje ophangt dan zal deze ook 'zweven' bij gebrek aan zwaartekracht. In dit geval is er wel zwaartekracht, maar er is ook een kracht die de andere kant op werkt. Als het bolletje te dicht bij de bron van het magneetveld komt dan is dit veld daar sterker en zal het bolletje met meer kracht afgestoten worden. Als het bolletje verder van de magneetbron komt dan is het zwaartekracht juist weer sterker en wordt het bolletje naar de magneet toe geduwd. Alsof je een bol tussen twee veren hebt opgespannen dus.
Dank je, maar ik snap het nog niet (sorry). Die krachten (die elkaar uitcancellen), waarom verbruikt dat niets? Bijv, als 2 mensen armpje drukken en ze zijn perfect in balans, dan verbruiken ze alsnog een hoop energie, en zullen ze dus 'op raken' als ze niet, eh, broodjes eten tussendoor :P

Waarom is dat anders dan bij bijv. die veren, het object op een tafel, of het supergeleidende object in het bericht? Waarom 'kosten' die krachten niets, en de spierkracht van de armworstelaars wel?
Omdat spieren van armworstelaars hier niet erg geschikt voor zijn. Menselijke spieren kunnen geen statische krachten leveren zonder energie te verbruiken.

Maar eigenlijk is dat een uitzondering. De meeste (alle?) zielloze voorwerpen kunnen een statische kracht leveren zonder energie te verbruiken. Dat geldt voor tafels, maar ook voor magnetische velden.
Ik zal je geloven, al vind ik het gevoelsmatig lastig te accepteren, kracht zonder energie. Misschien snap ik het concept van kracht gevoelsmatig niet goed :)
Ik zie het als twee verbonden vaten met druk/vloeistof.
Zolang die in evenwicht zijn zal er geen potentiŽel verloren gaan.
Heb jij weleens een spijker gezien die een batterij nodig had om het schilderijtje van Oma aan de muur te laten hangen?
Als ik nu een opstelling zou maken met een beweegbaar object met een permanente magneet in, en op een vaste plaat ook strategisch geplaatste permanente magneten. Zo geplaatst dat ze elkaar afstoten, en dat het object blijft zweven. Hoe lang blijft dit zweven? Oneindig want er is geen verbruik van energie? En als ik dat beweegbaar object af en toe manueel beweeg. Waar komt de energie vandaan om terug te stabiliseren?
Waar komt de energie vandaan om terug te stabiliseren?
Je moet geen energie toevoeren om te stabiliseren, maar afvoeren. Zolang het object in een (harmonische) trilling is, zit er energie in. Als je die afvoert (wrijving) komt hij weer tot stilstand.
Hierbij maakt het niet uit of het object op een veer rust (of eraan hangt) of op een magnetisch veld.
Nee zolang er geen beweging is van het object kost het geen energie. Alleen kracht is daar niet genoeg voor je zult ook een bepaalde afstand moeten verplaatsen voordat dit energie zou kunnen kosten of opleveren.
Volgens mij kom je met dat in gedachten uit bij de kwestie wat zwaartekracht eigenlijk is. Elektronen en andere elementaire deeltjes zijn allemaal rond en kunnen samen niet zomaar een exact constante kracht ergens op uitoefenen. Er ontstaat altijd verschil in druk/momentum als je het gebeuren opdeelt in tijdsintervallen waarin de botsingen met deeltjes afzonderlijk zijn te onderscheiden. In hoeverre kunnen elektronen die door een circuit rondvliegen een willekeurig object exact op zijn plaats houden? Het lijkt mij dat er per definitie beweging blijft bestaan.
Volgens mij ga je dan alleen de quantum mechanica in als je zo ver in zoomed en werken de gewone regels niet meer.

Hoe het dan zou zitten zou ik niet weten. Dat kan iemand anders misschien vertellen. Wat ik wel weet dat het in de situatie van dit artikel eigenlijk gaat over Arbeid en om Arbeid te verrichten heb je kracht, een verplaatsing en een bepaalde massa (die groter dan 0 is natuurlijk) nodig.
De elektronen gaan geen interactie aan met het materiaal waardoor ze zich voorplanten (supergeleiding). Er is dan ook niet echt sprake meer van beweging, maar meer van een soort staande golf.
Dit levert een constant magnetisch veld op waarop de bol kan blijven liggen.
Ik vermoed dat die supergeleidende spoelen daarvoor zorgen. Misschien kunnen ze daarmee een circuit zo ver isoleren dat rondgaande stroom minimaal de kans krijgt om af te vloeien naar de aarde. Maar geen idee wat beteft de details.
het gaat erom dat het een supergeleider is. Er is in de geleider (spoelen) dus geen electrische weerstand, waardoor normaliter de electriciteit warmte opwerkt. De energie blijft dus behouden in de spoelen, waardoor het magnetische veld in stand blijft.
toevoeging op @borft: doordat er geen weerstand is, zal die stroom nooit af vloeien naar de aarde, omdat stroom altijd de weg van de minste weerstand zoekt.
Zolang de potentiŽle en kenetische energie van het bolletje niet blijvend verandert, hoef je geen energie toe te voegen.
Je moet alleen de supergeleiding in stand houden, maar dat staat strikt genomen los van het bolletje.
Het bolletje hangt zo goed als stil (alleen onder invloed van de veranderende zwaartekracht zal het ietsjes op en neer bewegen). Er wordt dus geen arbeid verricht en gaat er ook geen energie verloren.
Als je met je handen twee magneten continu ten opzichte van elkaar beweegt, dan voel je de krachten, maar hoe lang je dat ook doet, de krachten nemen niet af. Die magneten hebben ook geen compensatie nodig.
Je kunt het misschien vergelijken met een springveer. Als je die indrukt voeg jij energie toe, en de springveer drukt terug. Zonder externe energie, behalve die jij hebt toegevoegd door de veer in te drukken.

Als de zwaartekracht door verandering harder aan het bolletje gaat trekken, zal het magneetveld harder terugdrukken.

[Reactie gewijzigd door gjmi op 18 september 2017 14:20]

Zolang het object niet beweegt is er geen energietoevoer nodig en wordt er ook geen energie overgedragen. En zolang de bol blijft zweven op gelijke hoogte blijft zijn potentiŽle energie gelijk.

over dat injecteren van stroom, zo werkt het ook in supergeleidende elektromagneten van bijv. MRI- en NMR-apparaten.
Waar komt die energie vandaan?
De koeling. Die zorgt voor de supergeleiding.

[Reactie gewijzigd door flightplan op 18 september 2017 14:47]

o m g. wil je dat alsjeblieft heel gauw deleten? bvd
Is koeling niet juist het onttrekken van energie? ;)
het compenseren van de zwaartekracht kost toch voortdurend energie?
De fundering van mijn huis doet dat al jarenlang, zonder dat er een stekker in hoeft. Nee, het compenseren van een kracht kost geen vermogen.
Het compenseren van de zwaartekracht kost niet voortdurend energie. Als je een gewicht boven op een gebouw legt, hoef je er geen energie aan toe te voegen om hem daar te houden.... je voegt potentiele energie toe aan dat gewicht wanneer je hem omhoog brengt, die komt weer vrij in de vorm van kinetische energie wanneer je het van het gebouw af laat vallen. Thats it.

Het magneetveld compenseert de zwaarte kracht. Dus Fz = -Fm. Dus een stabiele situatie. De truck is hier dat het magneetveld een supergeleidende spoel is. Dus geen weerstand, dus geen verlies. De stroom blijft eeuwig rondjes draaien. Dus het magneetveld blijft eeuwig in stand. Mits de supergeleiding eeuwig in stand blijft natuurlijk...
Ze suggereren in het artikel dat ze ťťn keer stroom hebben toegevoegd en daarna niet meer.
Maar het compenseren van de zwaartekracht kost toch voortdurend energie? Waar komt die energie vandaan?
Als het magneetveld er eenmaal is heeft een supergeleider in principe nul weerstand, en blijft de stroom eindeloos door de supergeleider lopen.

Het compenseren van de zwaartekracht kost in principe geen energie. Kijk maar naar een spijker in de muur, daar hoef je ook niet constant energie aan toe te voeren om je schilderij te laten hangen.

Wat wel energie kost is het compenseren van veranderingen in een voorwerp ten opzichte van de zwaartekracht, als je een voorwerp omhoog beweegt dan moet je er (kinetische) energie in stoppen, en als een voorwerp naar beneden komt dan levert dat energie op. Maar om een balans te houden tussen zwaartekracht en magneetveld hoeft in principe geen energie te kosten.

De enige manier waarop zo'n instrument energie verliest is wanneer het beweegt, want dan gaan er inductiestromen lopen die de bol opwarmen, en waardoor het magneetveld in de supergeleider afneemt. Maar omgekeerd kun je op die manier ook weer stroom in de supergeleider 'stoppen', dat gaat immers ook door inductie. Een draadje aansluiten op een supergeleidende lus gaat nou eenmaal een beetje lastig. ;)
In de gangen van een oud fort zo te zien?
Neen. In de jaren 60 werd in de buurt een stuwdam gebouwd (Barrage de la Gileppe) met behulp van explosieven (sneller en goedkoper dan uitgraven). De trillingen die daardoor veroorzaakt werden, werden gemeten door middel van een seismograaf. Toen de werken aan de stuwdam voorbij waren heeft de Koninklijke Sterrenwacht besloten verdere seismische activiteit in de regio te meten. Zodoende werd daar een nieuw ondergronds meetstation gebouwd halverwege de jaren 70 - ondergronds zodat men seismische activiteit kan meten met zo weinig mogelijk interferentie van trillingen aan de oppervlakte (door bijvoorbeeld een voorbijrijdende vrachtwagen).
Dat een organisatie een en hetzelfde project al 22 jaar controleert lijkt me ook al een record.
Maar begrijp ik het nu goed, draait dat ding op de stroom die er in 1995 op is gezet? Dus sindsdien zonder externe krachtbron ?
Dat laatste las ik ook. Lijkt me niet dat dat kan. Je kan toch niet iets ťťn keer stroom geven en dat het daarna continue dezelfde stroom ge-/verbruikt?
Jawel! dankzij supergeleiding is dat precies wat hier gebeurt.
Nee, je zult zeker verlies hebben, supergeleidend of niet. maar het kan best dat 'ie met een accuutje 'hoog te houden' is, daar ben ik eigenlijk wel benieuwd naar
maar dat verlies is zo weinig, dat een "accuutje" niet nodig is.
jawel, dat is nu nťt het coole aan supergeleiding. (pun intended)
Nee, dat is echt geen record, komt niet eens in de buurt. Het langstlopende experiment is bij de Universiteit van Queensland in Australie. Het pekdruppelexperiment dat in 1927 is opgezet en nog steeds loopt drupt.

[Reactie gewijzigd door Standeman op 18 september 2017 14:31]

Cool! Dat zijn gewoon meerdere generaties, carrieretechnish bekeken.
dank voor het opzoeken/reageren!
In Oxford rinkelt een elektrische bel, als onderdeel van een experimentele opstelling uit 1840. De bel belt sindsdien en houdt pas op als de energie op is.

Interessante relatie met het artikel is dat het ook hier gaat om een (zeer) langlopend elektrisch experiment waarbij het lijkt of de energie niet op kan; in het geval van dit experiment gaat het echter 'gewoon' om blijkbaar hele goede batterijen voor het doel, in combinatie met een heel laag verbruik.
Fantastisch! Hoeveel mensen zouden daar al tinnitus van hebben opgelopen?
Ja, daar ben ik geweest en heb 't gezien. Maar daar gaat het hier niet over. Het gaat hier om het langst zwevende bolletje en om de het langst in gebruik zijnde gravimeter.
Suggestie: snelleescursus als je toch zo'n haast hebt.
Dat ding hangt toch gewoon aan de stroom? Blijkbaar is die in de 22 jaar niet onderbroken geweest, zo lees ik het.
nee, de enige stroom waar die aan hangt is voor het koelen van de helium
dat begrijp je goed, door supergeleiding is er bijna geen weerstand, en dus bijna geen verlies
Waarom staat het eigenlijk in zo'n lange diepe gang? Is er een bepaald gevaar?
niet echt, staat onder de grond om minder interferentie te hebben
Het gevaar van een user error. Zo heb je in ieder geval nog 130 meter de tijd om van gedachten te veranderen. ;)
Dan weet je zeker dat de schoonmaker niet per ongeluk een verkeerd stopcontact gebruikt voor de stofzuiger :)
staat ie niet in de weg, serieus bedoelt ;)

weet niet hoe lang de planning is dat het experiment zou blijven lopen, maar je wil dat ding natuurlijk het liefst nooit verplaatsen
ik verwacht om trillingen die door mensen zijn veroorzaakt te minimaliseren. Waarom het er zo ongezellig uit moet zien... Dat zal iets anders zijn. Misschien is het een oude atoomschuilkelder oid?
Ik vind dat apparaat maar erg netjes uitzien voor een apparaat van 22 jaar? Wist niet dat ze in 1995 al zover waren dat ze alles zo mooi konden aansluiten, laat staan zo klein maken.
Lijkt me anders toch een redelijk flink apparaat voor een bolletje van 4 gram
Ik zie geen enkel referentiepunt waaraan ik de afmetingen kan herleiden, mis ik iets?
Jawel, die grijze stroomkabel die je bovenin de foto ziet (boven het blauwe gevaarte) is ongeveel 2cm dik. Daaruit afgeleid kun je stellen dat het een behoorlijk apparaat is. :P
of het zijn hele dunne (belgische) kabeltjes, en niet de mooie 3 aders zoals wij ze kennen :+
Ook wij (Belgen) gebruiken 3 mooie aders. Toen wellicht nog niet ;)
bij het verder lezen dan mijn neus lang was kwam ik deze tegen. Paste wel mooi bij jouw opmerking :)
http://physicsworld.com/c...y-yet-extremely-sensitive
Ze schieten al een jaar of 60 mensen de ruimte in maar jij bent verbaasd dat ze 20 jaar terug een paar kabels netjes konden aansluiten...
ooit wel is gezien hoe dat in sommige huizen uit de jaren 80 gedaan werd? :+
Natuurlijk kon dat al. We hadden toen ook al een paar jaar mobiele telefoons!
Het was niet de steentijd he in 1995 :P

Kijk naar de Saturn V ook een mooi staaltje techniek van veel langer geleden.
In 1969 konden ze al mensen op de maan zetten, en jij verwondert je over de aansluitingen in 1995.
1995.. we hebben hier niet over de 18e eeuw.
@ de reacties hierboven over de energie:
In het artikel van de organisatie staat : Het is ook, voor zover bekend, de langste levitatie van een supergeleidend object in een magnetisch veld. Dit veld wordt geproduceerd door een continue elektrische stroom, die in 1995 in supergeleidende spoelen geÔnjecteerd werd en sindsdien altijd is blijven circuleren.
Dat betekent, zoals ik het lees, dat er destijds stroom in is gestopt die nog altijd rondgaat zonder nieuwe toevoeging.

Verder schrijft men: De detector van het instrument is ondergedompeld in vloeibaar helium waarin een temperatuur van ‑269 įC heerst, ofwel 4 graden boven het absolute nulpunt.
Ik lees echter niet hoe die temperatuur zo laag gehouden wordt.
Dit is het kookpunt van Helium, dus is het een kwestie van aan de kook houden.
En daar heb je gek genoeg niet eens zo veel energie voor nodig.

Kort door de bocht ben je met wat isolatie al klaar, denk maar eens aan een helium ballon van de kermis en hoe lang die het volhoudt.

MRI systemen werken bijvoorbeeld ook met helium. En die hoeven niet vaak bijgevuld te worden.
Helium in een ballon is voorbij het kookpunt, namelijk gasvormig.
Bij -269 celsius breekt je ballon waarschijnlijk...
Ohja, ff niet bij stilgestaan :)
als ze dat ding nu ook nog vacuum hadden getrokken, en de bol een draaing hadden gegeven, zou die dan al gestopt zijn met draaien of ook nog steeds doorgaan?

edit: ik bedoel, fascinerend dat supergeleiding echt 0 weerstand is, volgens mij kunnen we nog steeds geen perfect vacuum maken en zou de boel dus toch nog een beetje weerstand ondervinden ergo, afremmen

[Reactie gewijzigd door Alxndr op 18 september 2017 14:02]

Het mechanische equivalent van supergeleiding is superfluiditeit. Dan is zo mogelijk nog raarder - vloeibaar Helium stroomt dan omhoog een beker uit!

Maar inderdaad, een vacuum lukt niet, en lucht is niet superfluide te krijgen.
Waarom is de mijlpaal exact 8081? Wat is de relevantie?

Ik kan alleen denken aan:
Intel 8080 +1?
KZS8081 ethernet PHY?

Waarom is dit nu opeens nieuws?
Omdat het vandaag het record heeft verbroken van de cryogene gravimeter die het langst onafgebroken op ťťn plaats heeft gewerkt. Die stond "voor zover bekend" op 8080 dagen.
Ik zie niet hoe klimaatverandering hier iets mee te maken heeft maar wat extra subsidie kan nooit kwaad.
WalloniŽ, kelder, oude zwevende balletjes. Veel schoolbezoeken zullen er ook niet zijn.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone X Google Pixel 2 XL LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*