¿Los superconductores a temperatura ambiente que ocurren naturalmente afectarían a un planeta?

Digamos que tenemos un planeta, similar a la Tierra, que tiene depósitos de un superconductor natural. Quizás lo tenga tan común como los depósitos de oro: moderadamente raro, pero ocurre en las vetas en lugar de estar "uniformemente" distribuido. Se pueden hacer suposiciones y comparaciones similares sobre su presencia en el manto y el núcleo.

La naturaleza exacta de este superconductor es en gran parte irrelevante, excepto que es un superconductor en las condiciones en las que se encuentra, salvo en condiciones particularmente extremas. Además, no estoy particularmente preocupado por cómo se formó el material superconductor.

¿Tener tal material superconductor en un planeta haría que algo fuera diferente a tener cualquier otro material raro o extraño?

Actualización : estoy buscando más cambios geológicos/naturales, no necesariamente cambios basados ​​en cómo la tecnología sería diferente.

Respuestas (4)

Me imagino que podría hacer que el planeta se enfríe en el núcleo. Los superconductores mueven el calor y proporcionarían una forma de que el calor profundo se mueva hacia la superficie. Menos campo magnético, menos movimiento tectónico, más radiación solar. Esa es una hipótesis pura basada en las propiedades teóricas de calor específico de los materiales superconductores. En realidad, nunca hemos encontrado uno para probar.

La carga puede permanecer estable en un superconductor durante años (la teoría estima milenios). Entonces, un superconductor rodeado de material aislante podría descargarse espontáneamente si el aislamiento se desgasta. Eso podría resultar en explosiones espontáneas... bolsas de metano o algo así (aunque eso necesita oxígeno). Como mínimo, minar las cosas podría ser arriesgado.

Sabemos que las aves han evolucionado para llevar pedazos de hierro en sus picos (Google "hierro en los picos de las aves" para más detalles). Sospechamos que esto juega un papel en la navegación. Si se dispone de un superconductor a temperatura ambiente, los animales podrían adaptarse para llevarlo, tal vez para percibir mejor el campo magnético debilitado (como se teorizó anteriormente).

La respuesta obvia a esto es que haría que nuestras redes eléctricas fueran más eficientes.

Tal superconductor sería un reemplazo natural obvio para el cobre en nuestros circuitos eléctricos. Después de que las ecuaciones de Maxwell se descubran por primera vez en un mundo así, la generación eléctrica aún estaría en su infancia, pero poder usar un superconductor natural en el cableado del generador (por ejemplo) puede hacer que esos generadores sean más eficientes porque se calentarían (a través de resistencia en los cables) incluso menos que ahora, y eso significa que hay más electricidad disponible para el circuito.

En los sistemas de sonido modernos (?), el oro se usa a menudo para los contactos y en los cables de audio porque la conductividad superior del oro sobre el cobre significa que se transmite una señal más clara. Por lo tanto, el sonido de buena calidad puede haber aparecido mucho antes, y si hubiera suficiente material para la transmisión y distribución de energía industrial, significaría que obtendríamos mucha más energía en los hogares por menos generación. Al final, la diferencia puede ser solo marginal, pero en aplicaciones escalables como los trenes de levitación magnética, esto puede hacerlos viables en una etapa anterior de desarrollo.

También es posible que los superconductores naturales puedan acelerar la investigación nuclear, particularmente en el espacio de las reacciones de fusión dado que los superconductores son un componente integral de los sistemas de contención magnética utilizados en la investigación de fusión en la actualidad.

Si nos estamos poniendo realmente especulativos, también podría haber revolucionado el trabajo que Nicola Tesla estaba haciendo en la transmisión inalámbrica de energía; incluso si la transmisión inalámbrica resultara ineficiente en comparación con los cables superconductores, hacer que la energía se alimente a un circuito superconductor también significaría que la cantidad de energía que se tenía que recibir habría sido menor para obtener el mismo resultado, lo que también lo haría más viable.

Las computadoras pueden haberse beneficiado también de poder alimentar un volumen de corriente proporcionalmente más bajo en el chip porque uno no tiene que tener en cuenta la resistencia al alimentar el circuito. Esto pudo haber hecho posible que la Ley de Moore funcionara en (digamos) 12 meses en lugar de 18, al menos por un tiempo.

Por supuesto, todo esto depende de la utilidad del material en términos de flexibilidad, maleabilidad, etc. La única ventaja del cobre en ese sentido es su capacidad para resistir el doblado y la flexión; un superconductor quebradizo puede no ser tan útil en cosas como los cables de alimentación, por lo que los atributos físicos del superconductor también jugarían un factor significativo en su utilidad relativa.

Dicho esto, un superconductor a temperatura ambiente flexible y natural disponible en cantidades similares al cobre habría sido extremadamente útil en una era posterior a Maxwellian.

Otra gran ventaja del cobre es que hay mucho, fácilmente extraído de la superficie.
Las computadoras no se beneficiarían mucho de un superconductor, ya que la mayor parte de su uso de energía proviene del uso de semiconductores, la resistencia de su cableado es relativamente insignificante.

Iluminación

Un superconductor en la superficie atraería un rayo. Los rayos intentarán seguir el camino de menor resistencia y la parte superconductora del camino tendrá resistencia cero. Esto no es un absoluto. El resto del camino también importa. Un rayo podría preferir golpear un árbol húmedo en la cima de una colina sobre un superconductor en la parte inferior. Pero si hubiera un superconductor y un arbusto al lado, el rayo probablemente golpearía al superconductor sobre el arbusto.

La fuente importa

Sé que dijiste que realmente no te importa la formación, pero deberías hacerlo. La gran pregunta es si se puede sintetizar el superconductor. Porque sería difícil para nosotros hacer una pista de levitación magnética con oro, pero hacerlo con una aleación particular de materiales comunes sería simple. Es decir, si una aleación de aluminio y hierro fuera superconductora cuando se añadiera algún elemento común, entonces la tecnología basada en superconductores podría estar en todas partes. Si fuera un elemento tan raro como el oro, entonces eso no funcionaría. Todavía habría una mezcla de superconductor y cableado de cobre.

En la sociedad medieval, los alquimistas podrían buscar una forma de convertir el plomo en superconductor en lugar de oro. Por supuesto, eso no será tan importante hasta que comiencen a encontrar usos para la electricidad.

Ordenadores

Una parte importante del consumo eléctrico de nuestros ordenadores es la refrigeración. Pero con un superconductor, no hay resistencia para producir calor en los cables. Las computadoras requerirían menos enfriamiento y serían más baratas de operar.

Probablemente podría empaquetar los chips de computadora con más fuerza. Actualmente, una gran parte del diseño de los chips consiste en disipar el calor hacia un disipador de calor para su enfriamiento. Sin esa preocupación, habría más opciones para el diseño de chips.

Esto no quiere decir que los superconductores eliminen todos los problemas de calor. Pero reducirían una gran parte de ellos.

Por supuesto, pueden agregar una nueva preocupación. Un superconductor a temperatura ambiente no puede ser también un superconductor por encima de la temperatura ambiente, digamos en el punto de ebullición del agua. Por lo tanto, pueden requerir enfriamiento para un propósito diferente.

Larga distancia

Actualmente, si instalamos una planta de energía (por ejemplo, solar) en Nuevo México, no enviaríamos la electricidad a la ciudad de Nueva York. Pero en este mundo, eso sería perfectamente práctico. Más allá de eso, ignorando los problemas del agua, sería práctico ejecutar líneas alrededor del planeta. Entonces, la energía solar generada en el Sahara podría impulsar el uso nocturno en los Estados Unidos.

En los chips de computadora, la mayor parte del calor se produce cuando los transistores se encienden o apagan. Otra cuestión es cómo se comporta el superconductor a altas frecuencias (por lo general, los conductores empeoran debido al efecto de profundidad de la piel). Entonces, agregar interconexiones de superconductores a un chip ayudaría, pero probablemente no mucho.

Un planeta no se vería tan afectado en gran medida.

En primer lugar, el poder de los superconductores es poder circular la corriente sin resistencia. Si su material está demasiado disperso para formar bucles grandes, no habrá ningún efecto importante. El segundo problema es que la energía eléctrica en un superconductor no permanece para siempre. Los superconductores no tienen resistencia, pero hay otros efectos que importarán. Cada vez que tiene un bucle, tiene un inductor y los inductores se "acoplan", lo que significa que la energía se comparte lentamente entre ellos a través de efectos magnéticos. Esto puede transferir la energía a no superconductores, que luego queman esa energía a través de la resistencia.

Ahora, si está interesado en cómo afecta a las personas, esa es otra pregunta. Realmente depende de lo difícil que sea extraerlo y usarlo. Si es un material atrozmente frágil, puede ser difícil ponerlo en un producto. Y el oro es bastante raro, por lo que nuestra capacidad para usarlo en un entorno industrial sería, naturalmente, bastante limitada. Pero nunca subestimes la innovación humana. Seguro que le encontraríamos un uso.