Superprevodnost za letala in ladje

Dr. Darja Gačnik je postdoktorska raziskovalka na Univerzi Twente v Enschedeju na Nizozemskem.

Predstavite nam instrument, ki ga najpogosteje ali najraje uporabljate pri delu.

Moje delo se spreminja iz dneva v dan, od ene faze projekta do druge, prav tako je kar precej razlik med različnimi projekti, v katere sem vpeta. Tako lahko večino časa preživim v laboratoriju, kjer pri svojem delu uporabljam tekoči dušik in helij ter upravljam naprave z močnim magnetnim poljem ali velikim električnim tokom. Lahko pa se popolnoma posvetim analiziranju fizikalnih problemov z reševanjem enačb »na roke« ali s simuliranjem na računalniku. Vsekakor je pri vsem še najbolj ključna diskusija s kolegi, kar se mi osebno zdi še najbolj uporaben instrument za doseganje ciljev.

Kako bi povprečno razgledanemu v največ sto besedah razložili, kaj raziskujete?

Moje ožje raziskovalno področje se nanaša na teoretično in aplikativno raziskovanje pojava superprevodnosti. Superprevodniki so snovi, ki lahko pri nizkih temperaturah prenašajo ogromne električne tokove brez upora in ustvarjajo ali izrinejo magnetno polje, pri čemer delujejo kot nekakšni antimagneti (recimo za delovanje lebdečih superprevodnih vlakov). Sodelujem pri raziskovanju novih načinov izdelave teh materialov in vplivov mehanske in magnetne obremenitve na njihovo strukturo in superprevodne lastnosti. Moj fokus je predvsem na raziskovanju uporabe teh superprevodnikov v aplikacijah, kot so letala, ladje in vetrne turbine, pri čemer preučujem medsebojni vpliv termodinamike, elektromagnetizma in superprevodnosti za optimalno delovanje takih sistemov.

Zakaj imate radi znanost?

Ker je preplet različnih pristopov in idej ter predstavlja nekakšen skupek razmišljanja ljudi od zgodovinskih časov do zdaj – in se še vedno na novo oblikuje.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Integracija superprevodnikov v večja električna letala se zaradi njihove bistveno manjše teže ponuja kot dobra alternativa sedanjim normalnim prevodnikom. Ker morajo biti superprevodniki za svoje delovanje hlajeni s hladilno kapljevino (na primer dušikom, helijem ali vodikom v tekočem ali plinastem stanju), se njihova uporaba v kombinaciji s tekočim vodikom kot virom energije ponuja kot idealna rešitev za zmanjšanje porabe in okoljskega odtisa. Vsekakor so se superprevodniki že izkazali kot velik dobrobit človeštvu, saj so omogočili slikanje z magnetno resonanco (MRI), raziskovanje osnovnih delcev v Cernu in hitre lebdeče vlake z zmanjšanim uporom (na primer vlak SCMaglev na Japonskem). Znanstveniki si prizadevamo, da bi njihovo uporabo razširili na še druga področja, kjer bi bila njihova uporaba smotrna.

Kdaj ste vedeli, da boste raziskovalka?

Verjetno že od malega, saj sem bila z dvema starejšima sestrama vedno vključena v kakšno raziskovalno misijo. Pri tem sta nas izredno spodbujala tudi starša, ki nam velikokrat nista postregla s končnimi odgovori, vendar sta nas spodbujala k iskanju informacij v knjigah in nas vedno vključevala v zanimive debate. Tako smo se ob grmenju pogovarjali, kako nastanejo strele, ob kuhanju, od kot pride elektrika in kako na različne načine proizvesti toploto, na poti z avtom pa, zakaj je hitrost svetlobe konstantna in kako bi lahko potovali še hitreje. Na neki način te pogovore nadaljujemo še zdaj in velikokrat se mi prav takrat utrne kakšna ideja.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Rada se ukvarjam z različnimi stvarmi, od tradicionalnega slovenskega pohodništva in smučanja do rolanja, jahanja, plesanja, branja in petja. Vsako leto poskušam čimvečkrat odriniti na kakšne oddaljene kraje in izkusiti njihovo kulturo – se naučiti nekaj besed lokalnega jezika, poskusiti nove jedi in se predati drugačnim ritmom glasbe.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Da sprejme rezultat znanstvenega raziskovanja, ne glede na izid.

Katero bo najbolj prelomno odkritje ali spoznanje v znanosti, ki bo spremenilo tok zgodovine v času vašega življenja?

Z razvojem človeštva postajajo problemi, s katerimi se srečujemo, čedalje bolj kompleksni. Človeštvo bo moralo odgovarjati nanje z inovacijami – in vsaka od njih bo (po definiciji) prelomna. Tako je po mojem mnenju največje spoznanje ohranitev kvalitete znanosti – odprtega znanstvenega diskurza in pravilnosti znanstvenih študij ter rezultatov.

Bi odpotovali na Mars, če bi se vam ponudila priložnost?

Ne.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Jedrska fuzija in fisija.

S katerim znanstvenikom v vsej zgodovini človeštva bi šli na kavo?

Z Nikolo Teslo.

Katero knjigo, film, predavanje, spletno stran s področja znanosti priporočate bralcu?

Predavanja Richarda Feynmanna.

Česa ne vemo o vašem področju, pa bi nas presenetilo?

Letala na vodikov pogon naj bi vzletela že z letom 2035, prvi korak do tega mejnika pa bo opravljen že tega oktobra (2023). V mestu Ottobrunn v Nemčiji bomo pod vodstvom podjetja Airbus v okviru projekta ASCEND sodelovali pri zagonu prvega demonstracijskega superprevodnega električnega sistema za letala, ki bo hlajen s podhlajenim dušikom. Superprevodni motor bo obratoval z 0,5 megavata moči, DC superprevodni kabli pa bodo pri temperaturi okoli −200 stopinj Celzija prenašali 1700 amperov električnega toka.