מוליכות-על של ניוביום

כבר מזמן התגלה שברגע שהטמפרטורה יורדת לאפס מוחלט, התכונות הכימיות של חלק מהחומרים משתנות לפתע והם הופכים ל"מוליכים" כמעט ללא התנגדות. הטמפרטורה שבה חומר מתחיל לקבל את התכונה המוזרה הזו של "מוליך-על" נקראת הטמפרטורה הקריטית. מיותר לציין שהטמפרטורה הקריטית של חומרים שונים שונה.
חשוב להבין שלא קל להשיג טמפרטורות נמוכות במיוחד, ואנשים משלמים עבורן מחיר עצום; ככל שאנו מתקרבים יותר לאפס המוחלט, כך המחיר שעלינו לשלם גבוה יותר. אז הדרישה שלנו לחומרים מוליכים היא, כמובן, ככל שהטמפרטורה הקריטית גבוהה יותר, כך ייטב.
ישנם אלמנטים רבים בעלי תכונות מוליכות, ולניוביום יש את אחת הטמפרטורות הקריטיות הגבוהות ביותר. וסגסוגת ניוביום, הטמפרטורה הקריטית עד לטמפרטורה המוחלטת של 18.5 עד 21 מעלות, היא כיום החומרים המוליכים החשובים ביותר.
אנשים עשו פעם ניסוי כזה: התקררות למצב מוליך-על של טבעת הניוביום המתכתית, העבירו את הזרם ואז מנתקו את הזרם, ואז, כל סט המכשירים נסגר, כדי לשמור על הטמפרטורה הנמוכה. לאחר שנתיים וחצי, אנשים פותחים את המכשיר, גילו שטבעת הניוביום בזרם עדיין זורמת, ועוצמת הזרם ופשוט מופעלת כמעט בדיוק אותו הדבר!

מהניסוי הזה, היה ברור שחומרים מוליכים כמעט לא מאבדים זרם. אם משתמשים בכבלים מוליכים להעברת כוח, יעילות העברת הכוח תשתפר מאוד מכיוון שאין לו התנגדות ולא יהיה איבוד אנרגיה כאשר הזרם עובר דרכו.
מישהו תכנן רכבת ריחוף מגנטית במהירות גבוהה שבה מותקנים מגנטים מוליכי-על בחלקי הגלגל כך שכל הרכבת תוכל לצוף על המסילה כעשרה סנטימטרים. כך לא יהיה יותר חיכוך בין הרכבת למסילה, מה שמפחית את ההתנגדות להתקדמות. רכבת מגלב עם קיבולת נוסעים של מאה יכולה להגיע למהירויות של למעלה מחמש מאות קילומטרים לשעה עם הנעה של מאה כוחות סוס בלבד.
עם חגורת פח ניוביום באורך עשרים ק"מ, עטופה סביב שפת גלגל בקוטר של מטר וחצי, הפיתולים מסוגלים ליצור שדה מגנטי חזק ויציב חזק מספיק להרים משקל של מאה ועשרים -שני קילוגרמים ולגרום לו לרחף במרחב השדה המגנטי. אם השדה המגנטי הזה היה משמש בתגובת היתוך תרמו-גרעיני כדי להביא לשליטה על תגובת ההיתוך התרמו-גרעיני העוצמתית, אפשר היה לספק לנו כמויות גדולות של חשמל זול כמעט אינסופי.
אנשים יצרו גנרטור DC מחומר מוליך-על ניוביום-טיטניום. יש לו יתרונות רבים, כמו גודל קטן, קל משקל, עלות נמוכה, והוא מייצר פי מאה יותר חשמל בהשוואה לגנרטור רגיל באותו גודל.