[2798] Room Temperature

Title Text:They’re also refusing to fund my device that demonstrates uncontrolled hot fusion.

Origin:https://xkcd.com/2798/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2798:_Room_Temperature

室温

他们还拒绝资助我展示那台不可控热聚变设备。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2798

在这部漫画中,Cueball展示了一种室温半导体,由层状硅晶体组成。他热情地描述了自己“发现”的性质,即可以调整它以放大或切换电流的流动,但他的听众并不感兴趣。这可能是因为硅晶体半导体已经广泛用于电子系统的关键组件。简单来说,硅半导体制造是向由硅晶体制成的平面晶圆添加材料,通常是一个过程添加整个材料层,然后通过各种刻蚀方法去除不需要的区域。这些工艺的发展始于20世纪60年代。

Cueball似乎将半导体和超导体混淆了——超导体是指没有电阻的材料,意味着电子流动根本不会减缓(电阻可以被视为电的摩擦力的对应物)。超导特性极为令人向往,因为它们允许电流无损耗地流动,而常规导体如铜则具有低但非零的电阻,因此电流随着时间和距离的增加而减小,这也可能导致超导体具有有趣的磁性特性。然而,已知的超导体只在接近0 K的极低温下工作,因此它们的实际使用非常有限。在氮的沸点以上(77 K或-196摄氏度)工作的新型超导体的发现意义重大,因为这意味着可以使用相对便宜的液氮作为冷却剂,而不是液氦。这部漫画可能参考了最近关于碳基硫化氢和氮掺杂铥氢在极高压下声称的超导特性的争议。罗切斯特大学的一组研究人员在《自然》杂志上发表了两篇论文,第一篇关于C₆₀₃₉₈在267 GPa下的研究,后来因复制失败而被撤回,第二篇关于Lu₃H₂₄在仅1 GPa下的研究,后来被复制。这些压力对大多数工程目的来说实在太高,但这些发现仍然是超导性研究的进展。在标准温度和压力下发现超导体将极具惊人之处,并可能革新电力传输等多项技术,显著降低像磁悬浮和高分辨率核磁共振成像的技术成本。

在标题文本中,Cueball谈到一种产生“失控热聚变”的装置,这也没有引起热情。再次,这可能是因为这个概念已经被发现并使用过——以氢弹的形式。这可能就是为什么没有人愿意资助该设备的原因——不仅因为它不是新颖的,而且极其危险;尽管显然他也没有激发那些通常想要一些危险东西的人们的兴趣。受控热聚变作为核反应堆(当前使用核裂变)的替代能源是有用的;然而,目前的实施仍然需要比它们所产生的更多的能量。Cueball可能将其与冷聚变混淆了,即在远低于“常规”热聚变所需的数百万度的温度下发生的核聚变。有可靠的方法可以实现这一点(所有这些都需要巨量的能量),但“冷聚变”已经成为糟糕科学的典范,因为两位科学家声称经过大量媒体关注,通过在重水中进行钯的电解实现了冷核聚变。其他科学家无法复制这些结果,该实验因其许多缺陷而受到广泛批评,最重要的是,唯一表明核聚变的迹象是过剩热量,而没有检测到实际的聚变副产品。

较高温度的超导性可能是更轻松地启动和维持较低温度聚变的关键,通过非常浓缩的磁场,但迄今为止,它们各自的温度范围差异太大,无法结合使用,是否有可能实现这一点仍有待推测。

应该注意的是,漫画中展示的两个“发现”在当时确实是非常重大的重要发现。核聚变为恒星提供能量的提议使汉斯·贝特获得诺贝尔物理学奖,而半导体使现代电子设备能够如此小,其特性使得选择性地引导电流流动成为可能,即使是在极小的区域内。

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