ABOUT THE SPEAKER
Boaz Almog - Quantum Researcher
Boaz Almog uses quantum physics to levitate and trap objects in midair. Call it "quantum levitation."

Why you should listen

In October 2011, Boaz Almog demonstrated how a superconducting disk can be trapped in a surrounding magnetic field to levitate above it, a phenomenon called “quantum levitation.” This demonstration, seemingly taken from a sci-fi movie, is the result of many years of R&D on high-quality superconductors. By using exceptional superconductors cooled in liquid nitrogen, Almog and his colleague Mishael Azoulay at the superconductivity group at Tel Aviv University (lead by Prof. Guy Deutscher) were able to demonstrate a quantum effect that, although well known to physicists worldwide, had never been seen and demonstrated in such a compelling way.

Experiment credits:

Prof. Guy Deutscher, Mishael Azoulay and Boaz Almog
High Tc Superconductivity Group
School of Physics and Astronomy
Tel Aviv University

Watch more footage from this demo >>

More profile about the speaker
Boaz Almog | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2012

Boaz Almog: The levitating superconductor

Boaz Almog bir süperiletkeni "uçuruyor"

Filmed:
2,644,569 views

Oldukça ince ve üç inçlik bir disk nasıl olur da kendi ağırlığının 70,000 katını kaldırabilir? Geleceğe yönelik merak uyandıran, Boaz Almog olağanüstü bir olay olarak bildiğimiz kuantum kilitlenmesini, süperiletken bir diskin raylar üzerinde--tamamen sürtünmesiz ve sıfır enerji kaybı ile nasıl hareket ettiğini gösteriyor.
- Quantum Researcher
Boaz Almog uses quantum physics to levitate and trap objects in midair. Call it "quantum levitation." Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:25
The phenomenonfenomen you saw here for a briefkısa momentan
0
9752
4318
Burada kısaca gördüğünüz bu doğa olayına
00:29
is calleddenilen quantumkuantum levitationhavaya yükselme and quantumkuantum lockingkilitleme.
1
14070
6389
kuantum kaldırması ve kuantum kilitlenmesi adı verilir.
00:36
And the objectnesne that was levitatinglevitating here
2
20459
3889
Ve burada havaya kalkan nesneye
00:40
is calleddenilen a superconductorsüper iletken.
3
24348
2001
süperiletken denir.
00:42
SuperconductivityÜstüniletkenlik is a quantumkuantum statebelirtmek, bildirmek of mattermadde,
4
26349
5592
Süperiletkenlik maddenin kuantum halidir
00:47
and it occursoluşur only belowaltında a certainbelli criticalkritik temperaturesıcaklık.
5
31941
4257
ve bu ancak kritik sıcaklıklar altında gerçekleşir.
00:52
Now, it's quiteoldukça an oldeski phenomenonfenomen;
6
36198
2346
Bu oldukça eski bir fenomen;
00:54
it was discoveredkeşfedilen 100 yearsyıl agoönce.
7
38544
1766
100 yıl önce keşfedildi.
00:56
HoweverAncak, only recentlyson günlerde,
8
40310
2126
Ancak, son zamanlardaki
00:58
duenedeniyle to severalbirkaç technologicalteknolojik advancementsgelişmeler,
9
42436
2362
teknolojik gelişmeler sayesinde
01:00
we are now ableyapabilmek to demonstrategöstermek to you
10
44798
2672
size gösterebiliyoruz:
01:03
quantumkuantum levitationhavaya yükselme and quantumkuantum lockingkilitleme.
11
47470
3746
kuantum yükselmesi ve kuantum kilitlenmesi.
01:07
So, a superconductorsüper iletken is definedtanımlanmış by two propertiesözellikleri.
12
51216
5845
Süperiletkenler iki özellik üzerine tanımlanırlar.
01:12
The first is zerosıfır electricalelektrik resistancedirenç,
13
57061
3456
Birincisi sıfır elektrik direnci
01:16
and the secondikinci is the expulsionsınırdışı of a magneticmanyetik fieldalan from the interior of the superconductorsüper iletken.
14
60517
6889
ve ikincisi ise manyetik alanın süper iletkenin içinden atılması.
01:23
That soundssesleri complicatedkarmaşık, right?
15
67406
2895
Oldukça karmaşık geliyor değil mi?
01:26
But what is electricalelektrik resistancedirenç?
16
70301
2872
Peki elektriksel direnç ne demek?
01:29
So, electricityelektrik is the flowakış of electronselektronlar insideiçeride a materialmalzeme.
17
73173
6249
Elektrik, elektronların malzeme içerisinde akışıdır.
01:35
And these electronselektronlar, while flowingakan,
18
79422
3349
Ve bu elektronlar akarken,
01:38
they collideçarpışmak with the atomsatomları, and in these collisionsçarpışmalar
19
82771
2688
birbirleriyle çarpışırlar ve bu çarpışmalarla
01:41
they losekaybetmek a certainbelli amounttutar of energyenerji.
20
85459
2216
bir miktar enerjilerini kaybederler.
01:43
And they dissipatedağılımı this energyenerji in the formform of heatsıcaklık, and you know that effectEfekt.
21
87675
5601
Ve dağılan bu enerji ısı formuna dönüşür ve bu etkiyi siz de biliyorsunuz.
01:49
HoweverAncak, insideiçeride a superconductorsüper iletken there are no collisionsçarpışmalar,
22
93276
5919
Ancak, süperiletkenlerin içinde çarpışma yoktur
01:55
so there is no energyenerji dissipationdağılımı.
23
99195
4692
bu yüzden enerji kaybı da yoktur.
01:59
It's quiteoldukça remarkabledikkat çekici. Think about it.
24
103887
2981
Bu oldukça olağanüstü. Bir düşünün.
02:02
In classicalKlasik physicsfizik, there is always some frictionsürtünme, some energyenerji losskayıp.
25
106868
5079
Klasik fizikte her zaman sürtünme ve enerji kayıpları vardır.
02:07
But not here, because it is a quantumkuantum effectEfekt.
26
111947
4038
Ancak burada yok, çünkü bu kuantum etkisi.
02:11
But that's not all, because superconductorsSüper iletkenler don't like magneticmanyetik fieldsalanlar.
27
116016
8686
Fakat hepsi bu değil, çünkü süperiletkenler manyetik alanı da sevmezler.
02:20
So a superconductorsüper iletken will try to expelsınırdışı magneticmanyetik fieldalan from the insideiçeride,
28
124702
4317
Bu yüzden süperiletkenler manyetik alanı da içlerinden atacaklardır
02:24
and it has the meansanlamına geliyor to do that by circulatingdolaşan currentsakımlar.
29
129019
6123
ve bu akım dolaşması anlamına gelir.
02:31
Now, the combinationkombinasyon of bothher ikisi de effectsetkileri --
30
135142
2990
Bu iki etkinin de birleşimi --
02:34
the expulsionsınırdışı of magneticmanyetik fieldsalanlar and zerosıfır electricalelektrik resistancedirenç --
31
138132
6000
manyetik alanın yok edilmesi ve sıfır elektriksel direnç --
02:40
is exactlykesinlikle a superconductorsüper iletken.
32
144132
3168
tam olarak bir süperiletkeni oluşturur.
02:43
But the pictureresim isn't always perfectmükemmel, as we all know,
33
147300
4216
Ancak hepimizin de bildiği gibi, hiçbir şey mükemmel değildir
02:47
and sometimesara sıra strandslifler of magneticmanyetik fieldalan remainkalmak insideiçeride the superconductorsüper iletken.
34
151516
7385
ve bazen süperiletkenin içerisinde manyetik alan kalır.
02:54
Now, underaltında properuygun conditionskoşullar, whichhangi we have here,
35
158901
3654
Ve uygun şartlar altında, burada da olduğu gibi,
02:58
these strandslifler of magneticmanyetik fieldalan can be trappedhapsolmuş insideiçeride the superconductorsüper iletken.
36
162555
5090
bu manyetik alan çizgileri süperiletkenin içerisinde kıstırılabilir.
03:03
And these strandslifler of magneticmanyetik fieldalan insideiçeride the superconductorsüper iletken,
37
167645
6257
Ve bu süperiletken içerisinde kalan manyetik alan çizgileri,
03:09
they come in discreteayrık quantitiesmiktarları.
38
173902
2845
farklı miktarlara gelirler.
03:12
Why? Because it is a quantumkuantum phenomenonfenomen. It's quantumkuantum physicsfizik.
39
176747
3646
Neden? Çünkü bu bir kuantum olayı. Bu kuantum fiziği.
03:16
And it turnsdönüşler out that they behaveDavranmak like quantumkuantum particlesparçacıklar.
40
180393
3850
Ve daha sonra kuantum parçacıkları hareket ettikleri ortaya çıkar.
03:20
In this moviefilm here, you can see how they flowakış one by one discretelydiscretely.
41
184243
5579
Bu videoda, tek tek nasıl birleştiklerini görebilirsiniz.
03:25
This is strandslifler of magneticmanyetik fieldalan. These are not particlesparçacıklar,
42
189822
3893
Bu manyetik alan akımı. Bunlar parçacık değiller,
03:29
but they behaveDavranmak like particlesparçacıklar.
43
193715
4295
ancak parçacık özelliği gösterirler.
03:33
So, this is why we call this effectEfekt quantumkuantum levitationhavaya yükselme and quantumkuantum lockingkilitleme.
44
198010
4194
Bu yüzden bunu biz kuantum kaldırması ve kuantum kilitlenmesi olarak adlandırıyoruz.
03:38
But what happensolur to the superconductorsüper iletken when we put it insideiçeride a magneticmanyetik fieldalan?
45
202204
6063
Peki manyetin alan içerisine koyduğumuzda süperiletkene ne olur?
03:44
Well, first there are strandslifler of magneticmanyetik fieldalan left insideiçeride,
46
208267
4585
Pekala, öncelikle burada manyetik alan akımları içeride kalır,
03:48
but now the superconductorsüper iletken doesn't like them movinghareketli around,
47
212852
4120
ancak süperiletken onların içeride hareket etmesinden hoşlanmazlar,
03:52
because theironların movementshareketler dissipatedağılımı energyenerji,
48
216972
3448
çünkü onların hareketi enerji kaybına neden olur,
03:56
whichhangi breakssonları the superconductivityüstüniletkenlik statebelirtmek, bildirmek.
49
220420
2946
bu süperiletkenlik durumunu bozar.
03:59
So what it actuallyaslında does, it lockskilitler these strandslifler,
50
223366
4358
Peki aslında ne olur, manyetik alan çizgilerini kilitler,
04:03
whichhangi are calleddenilen fluxonsfluxons, and it lockskilitler these fluxonsfluxons in placeyer.
51
227724
5752
bunlar flukson olarak adlandırılırlar, ve bu çizgiler kilitlenir.
04:09
And by doing that, what it actuallyaslında does is lockingkilitleme itselfkendisi in placeyer.
52
233476
6288
Ve bunu yaparak, aslında kendisini kilitlemiş olur.
04:15
Why? Because any movementhareket of the superconductorsüper iletken will changedeğişiklik theironların placeyer,
53
239764
9216
Neden? Çünkü süperiletkenin herhangi bir hareketi, fluksonların yerini ve
04:24
will changedeğişiklik theironların configurationyapılandırma.
54
248980
1807
biçimlerini değiştirecektir.
04:26
So we get quantumkuantum lockingkilitleme. And let me showgöstermek you how this worksEserleri.
55
250787
5297
İşte bu kuantum kilitlenmesidir. Size nasıl çalıştığını göstereyim.
04:31
I have here a superconductorsüper iletken, whichhangi I wrappedörtülü up so it'do ediyorum staykalmak coldsoğuk long enoughyeterli.
56
256084
5760
Bu süperiletkeni, yeterince uzun süre soğuk kalması için sarmıştım.
04:37
And when I placeyer it on topüst of a regulardüzenli magnetmıknatıs,
57
261844
4464
Ve onu sıradan bir mıknatısın üzerine koyduğum zaman,
04:42
it just stayskalır lockedkilitli in midairhavada.
58
266308
3872
sadece havada asılı kalır.
04:46
(ApplauseAlkış)
59
270180
4065
(Alkışlar)
04:50
Now, this is not just levitationhavaya yükselme. It's not just repulsionitme.
60
274245
4046
Şimdi, bu sadece havada kalma değil. Bu sadece mıknatısların birbirini itmesi değil.
04:54
I can rearrangeyeniden düzenleme the fluxonsfluxons, and it will be lockedkilitli in this newyeni configurationyapılandırma.
61
278291
5121
Fluksonları yeniden düzenleyebilirim ve böylece yeni konumunda kilitlenmiş olacak.
04:59
Like this, or movehareket it slightlyhafifçe to the right or to the left.
62
283412
4024
Aynen böyle, ya da biraz sağa ya da sola hareket ettirelim.
05:03
So, this is quantumkuantum lockingkilitleme -- actuallyaslında lockingkilitleme -- three-dimensional3 boyutlu lockingkilitleme of the superconductorsüper iletken.
63
287436
7751
İşte bu kuantum kilitlenmesi -- aslında kilitlenme -- süperiletkenin üç boyutlu olarak kilitlenmesi.
05:11
Of coursekurs, I can turndönüş it upsideüst taraf down,
64
295187
2160
Tabi ki, bunu baş aşağı da çevirebilirim
05:13
and it will remainkalmak lockedkilitli.
65
297347
2906
ve kilitlenmeyi sürdürecektir.
05:16
Now, now that we understandanlama that this so-calledsözde levitationhavaya yükselme is actuallyaslında lockingkilitleme,
66
300253
9222
Şimdi, anlıyoruz ki havada kalması aslında kilitlenmedir.
05:25
Yeah, we understandanlama that.
67
309475
4314
Evet, anladık bunu.
05:29
You won'talışkanlık be surprisedşaşırmış to hearduymak that if I take this circulardairesel magnetmıknatıs,
68
313789
4262
Manyetik alanı her tarafında eşit olan bu dairesel mıknatısı aldığımda
05:33
in whichhangi the magneticmanyetik fieldalan is the sameaynı all around,
69
318051
3968
süperiletkenimizin mıknatısın ekseninde
05:37
the superconductorsüper iletken will be ableyapabilmek to freelyserbestçe rotatedöndürmek around the axiseksen of the magnetmıknatıs.
70
322019
5936
serbestçe hareket edebilmesine şaşırmayacaksınızdır.
05:43
Why? Because as long as it rotatesdöndüğü, the lockingkilitleme is maintainedmuhafaza.
71
327955
6024
Neden? Çünkü bu döndükçe kilitlenme hali de devam edecek.
05:49
You see? I can adjustayarlamak and I can rotatedöndürmek the superconductorsüper iletken.
72
333979
6026
Görüyor musunuz? Hizalayabilirim ve süperiletkeni de döndürebilirim.
05:55
We have frictionlesssürtünmesiz motionhareket. It is still levitatinglevitating, but can movehareket freelyserbestçe all around.
73
340005
6662
Sürtünmesiz bir hareketimiz var. Hala havada kalıyor, ancak serbestçe etrafta hareket de edebiliyor .
06:02
So, we have quantumkuantum lockingkilitleme and we can levitatehavaya kaldırmak it on topüst of this magnetmıknatıs.
74
346667
9280
Evet, kuantum kilitlenmemiz var ve onu mıknatısın üstünde tutabiliriz.
06:11
But how manyçok fluxonsfluxons, how manyçok magneticmanyetik strandslifler are there in a singletek diskdisk like this?
75
355947
6496
Peki tek bir diskte ne kadar manyetik alan çizgisi, ne kadar flukson var?
06:18
Well, we can calculatehesaplamak it, and it turnsdönüşler out, quiteoldukça a lot.
76
362443
2881
Aslında bunu hesaplayabiliriz, ve oldukça fazla miktarda bulunduğunu öğreniriz.
06:21
One hundredyüz billionmilyar strandslifler of magneticmanyetik fieldalan insideiçeride this three-inch3-inç diskdisk.
77
365324
7368
Üç inçlik bir disk içerisinde yüz milyar manyetik alan çizgisi var.
06:28
But that's not the amazingşaşırtıcı partBölüm yethenüz, because there is something I haven'tyok told you yethenüz.
78
372692
4104
Ancak heyecan verici kısım bu değil, henüz size bahsetmediğim şeyler var.
06:32
And, yeah, the amazingşaşırtıcı partBölüm is that this superconductorsüper iletken that you see here
79
376796
5616
Ve evet, heyecan veren kısım şu ki, burda görmüş olduğunuz süperiletken
06:38
is only halfyarım a micronmikron thickkalın. It's extremelyson derece thinince.
80
382412
7525
yalnızca yarım mikron kalınlığında. Bu fazlasıyla ince.
06:45
And this extremelyson derece thinince layertabaka is ableyapabilmek to levitatehavaya kaldırmak more than 70,000 timeszamanlar its ownkendi weightağırlık.
81
389937
9562
Ve bu oldukça ince tabaka kendi ağırlığından 70,000 kat daha fazla ağırlığı kaldırabilir.
06:55
It's a remarkabledikkat çekici effectEfekt. It's very stronggüçlü.
82
399499
5833
Bu çok dikkat çekici bir etki. Oldukça güçlü.
07:01
Now, I can extenduzatmak this circulardairesel magnetmıknatıs,
83
405332
3577
Şimdi, bu dairesel mıknatısları genişletebilirim
07:04
and make whateverher neyse trackiz I want.
84
408909
4781
ve ona istediğim yolu çizebilirim.
07:09
For exampleörnek, I can make a largegeniş circulardairesel raildemiryolu here.
85
413690
3929
Mesela, geniş-dairesel bir tren yolu yapabilirim.
07:13
And when I placeyer the superconductingsüper iletken diskdisk on topüst of this raildemiryolu,
86
417619
6883
Ve süperiletken diski rayların üstüne koyduğum zaman,
07:20
it moveshamle freelyserbestçe.
87
424502
4109
serbestçe hareket eder.
07:24
(ApplauseAlkış)
88
428611
9381
(Alkışlar)
07:33
And again, that's not all. I can adjustayarlamak its positionpozisyon like this, and rotatedöndürmek,
89
437992
4741
Ve yine, hepsi bu değil. Pozisyonunu bu şekilde ayarlayabilirim, tekrar döndürelim
07:38
and it freelyserbestçe moveshamle in this newyeni positionpozisyon.
90
442733
6441
ve yeni pozisyonda da serbestçe hareket edebilir.
07:45
And I can even try a newyeni thing; let's try it for the first time.
91
449174
4438
Hatta yeni birşey deneyebiliriz; hadi ilk defa burada deneyelim.
07:49
I can take this diskdisk and put it here,
92
453612
5944
Diski alabilirim ve buraya koyabilirim
07:55
and while it stayskalır here -- don't movehareket --
93
459556
2984
ve burada kaldığı sürece -- kıpırdama --
07:58
I will try to rotatedöndürmek the trackiz,
94
462540
6558
Rayları döndürmeyi deneyeceğim
08:04
and hopefullyinşallah, if I did it correctlydoğru şekilde,
95
469098
2299
ve umuyorum ki, eğer doğruca yaptıysam,
08:07
it stayskalır suspendedaskıya alındı.
96
471397
2143
askıda kalacak.
08:09
(ApplauseAlkış)
97
473540
9449
(Alkışlar)
08:18
You see, it's quantumkuantum lockingkilitleme, not levitationhavaya yükselme.
98
482989
6841
Görüyorsunuz, kuantum kilitlenmesi, havada kalma değil.
08:25
Now, while I'll let it circulatedolaşımda for a little more,
99
489830
4135
Şimdi, birazcık onu dolaştırırken,
08:29
let me tell you a little bitbit about superconductorsSüper iletkenler.
100
493965
3703
hadi, size biraz daha süperiletkenlerden bahsedeyim.
08:33
Now -- (LaughterKahkaha) --
101
497668
5546
Şimdi -- (Gülüşmeler) --
08:39
So we now know that we are ableyapabilmek to transferaktarma enormousmuazzam amounttutar of currentsakımlar insideiçeride superconductorsSüper iletkenler,
102
503214
7023
Şunu biliyoruz ki süperiletkenlerin içerisinden muazzam miktarda akım geçirebiliriz
08:46
so we can use them to produceüretmek stronggüçlü magneticmanyetik fieldsalanlar,
103
510237
5223
ve bunu güçlü miktarda manyetik alan üretmek için kullanabiliriz,
08:51
suchböyle as neededgerekli in MRIMRI machinesmakineler, particleparçacık acceleratorshızlandırıcılar and so on.
104
515460
5186
MRI makinelerinde, parçacık hızlandırıcılarda ihtiyacımız olduğu gibi ve benzer yerlerde de.
08:56
But we can alsoAyrıca storemağaza energyenerji usingkullanma superconductorsSüper iletkenler,
105
520646
4560
Hatta süperiletkenleri kullanarak enerji depolayabiliriz,
09:01
because we have no dissipationdağılımı.
106
525206
1889
çünkü hiçbir enerji kaybımız yok.
09:02
And we could alsoAyrıca produceüretmek powergüç cableskabloları, to transferaktarma enormousmuazzam amountsmiktarlar of currentşimdiki betweenarasında powergüç stationsistasyonlar.
107
527095
7182
Ve kablolar üreterek güç santralleri arasında muazzam ölçüde enerji aktarabiliriz.
09:10
ImagineHayal you could back up a singletek powergüç stationistasyon with a singletek superconductingsüper iletken cablekablo.
108
534277
9006
Bir düşünün tek bir kablo ile bir santralden yedekleme yapabilirsiniz.
09:19
But what is the futuregelecek of quantumkuantum levitationhavaya yükselme and quantumkuantum lockingkilitleme?
109
543283
4476
Peki kuantum yükselmesinin ve kuantum kilitlenmesinin geleceğinde ne var?
09:23
Well, let me answerCevap this simplebasit questionsoru by givingvererek you an exampleörnek.
110
547759
7139
Pekala, bu basit soruya bir örnekle cevap vereyim.
09:30
ImagineHayal you would have a diskdisk similarbenzer to the one I have here in my handel,
111
554898
6413
Hayal edin, benim elimdeki gibi bir diskiniz olabilir,
09:37
three-inch3-inç diameterçap, with a singletek differencefark.
112
561311
3879
üç inç çapında, tek bir farkla.
09:41
The superconductingsüper iletken layertabaka, insteadyerine of beingolmak halfyarım a micronmikron thinince,
113
565190
5185
Süperiletken yüzey yarım mikron kalınlık yerine,
09:46
beingolmak two millimetersmilimetre thinince, quiteoldukça thinince.
114
570375
3088
iki milimetre kalınlığında, oldukça ince.
09:49
This two-millimeter-thiniki milimetre ince superconductingsüper iletken layertabaka could holdambar 1,000 kilogramskilogram, a smallküçük cararaba, in my handel.
115
573463
10735
Bu iki milimetre kalınlığında süperiletken yüzey 1.000 kilogram taşıyabilir, küçük bir araba, elimde.
10:00
AmazingŞaşırtıcı. Thank you.
116
584198
3296
Hayret verici. Teşekkür ederim.
10:03
(ApplauseAlkış)
117
587494
15080
(Alkışlar)
Translated by Osman SAYGINER
Reviewed by Diba Szamosi

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Boaz Almog - Quantum Researcher
Boaz Almog uses quantum physics to levitate and trap objects in midair. Call it "quantum levitation."

Why you should listen

In October 2011, Boaz Almog demonstrated how a superconducting disk can be trapped in a surrounding magnetic field to levitate above it, a phenomenon called “quantum levitation.” This demonstration, seemingly taken from a sci-fi movie, is the result of many years of R&D on high-quality superconductors. By using exceptional superconductors cooled in liquid nitrogen, Almog and his colleague Mishael Azoulay at the superconductivity group at Tel Aviv University (lead by Prof. Guy Deutscher) were able to demonstrate a quantum effect that, although well known to physicists worldwide, had never been seen and demonstrated in such a compelling way.

Experiment credits:

Prof. Guy Deutscher, Mishael Azoulay and Boaz Almog
High Tc Superconductivity Group
School of Physics and Astronomy
Tel Aviv University

Watch more footage from this demo >>

More profile about the speaker
Boaz Almog | Speaker | TED.com