Znajdź zawartość

Efekty relatywistyczne, opisane w teorii względności, jednoznacznie kojarzą nam się z kosmosem. Nie każdy wie, że działają one jednak również w mikroskali, a technika korzystała z nich niemal pięćdziesiąt lat, zanim Albert Einstein spisał swoje teorie. Skandynawscy uczeni dowiedli, że akumulator ołowiowy, pospolicie obecny w naszych samochodach, większość swojej mocy zawdzięcza efektom relatywistycznym. Zaskakujące z pozoru twierdzenie ogłosili w Physical Review Letters naukowcy ze szwedzkiego Uppsala University: Rajeev Ahuja, Andreas Blomqvist i Peter Larsson oraz fińskiego University of Helsinki: Pekka Pyykkö i Patryk Zaleski-Ejgierd. Efekty relatywistyczne zachodzą przy prędkościach bliskich prędkości światła, dotyczą więc także np. szybko poruszających się elektronów w pobliżu ciężkich jąder atomowych - a ołów, z liczbą atomową 82 jest jednym z najcięższych, nieradioaktywnych pierwiastków. Akumulator kwasowo-ołowiowy, wynaleziony w 1859 roku przez Gastona Plante, składa się z dwóch elektrod: anody wykonanej z ołowiu i katody wykonanej z tlenku ołowiu oraz kwasu siarkowego w roli elektrolitu. Z napięcia 2,1 wolta, typowego dla pojedynczego ogniwa kwasowo-ołowiowego, aż 80-85% ma swoje źródło w efekcie relatywistycznym; inaczej mówiąc, zawdzięcza mu aż 1,7-1,8 wolta. Do tej pory nie było jasne, dlaczego nie udało się skonstruować akumulatora z wykorzystaniem cyny zamiast ołowiu, mimo podobnych właściwości chemicznych (cyna w układzie okresowym pierwiastków znajduje się nad ołowiem). Po prostu cyna okazuje się zbyt lekka (posiada liczbę atomową 50) i nie może liczyć na równie korzystne efekty relatywistyczne, co ołów. Dzięki temu odkryciu nie da się co prawda skonstruować lepszego akumulatora opartego o ołów, ale świadomość roli efektów relatywistycznych może pomóc w szukaniu wydajnego metalu zastępczego. Jak uważają autorzy odkrycia, efekty relatywistyczne mają wpływ również na wiele innych właściwości metali, jakie obserwujemy, na przykład kolor złota, oraz prawdopodobnie stan skupienia rtęci.