werewolf_dol (werewolf_dol) wrote,
werewolf_dol
werewolf_dol

Categories:

Сверхпроводник (superconductor). Квантовая левитация.











Понаблюдать за настоящей левитацией сегодня вполне возможно благодаря уникальнейшим свойствам сверхпроводящих материалов.



На данных фотографиях и коротких видеороликах я попытался продемонстрировать очень интересный и волнующий эффект с одним из керамических сверхпроводников. Опыт в народе зовется «гроб Магомеда». (по легенде, гроб с телом пророка так же висел в пространстве без всякой поддержки)



Вызван этот эффект полном вытеснение магнитного поля из объёма проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние и больше всего поражает тот факт, что это никакой не фокус, а самая настоящая левитация!



Проводов электропитания нет, батареек тоже нет. А почему дымится? Дымится потому что внутри пенопластовой формы жидкий азот. Он крайне необходим, чтобы сверхпроводники чувствовали себя сверхпроводниками. При комнатной температуре магнит лежит над сверхпроводником бесполезными грузом, и только когда  охладить керамику до чрезвычайно низкой температуры начинается все это безобразие с левитацией. Это поведение свойственно сверхпроводам фундаментально, так сказать закон природы, поэтому никакого питания для поддержания левитации эта система не требует. Правда здорово?



В бок оно не скатывается по той же причине, почему просто вниз не падает. Вообще сверхпроводник — это не магнит. Это идеальный диамагнетик, т.е. он всеми доступными ему способами пытается из себя магнитное поле вытолкнуть. Но на 100% у него это не получается, т.к. магниты сильные, а у сверхпроводников в жидком азоте не самое высокое критическое поле (величина магнитного поля, разрушающая сверхпроводимость).



И сверхпроводник приходит к такому компромиссу. Он запускает внутри себя бесконечно бегающие по кругу токи (у него же сопротивление 0, почему бы току и не побегать), которые местами магнитное поле от внешнего магнита дополнительно усиливают, зато в других областях создают противополе, которое в сумме с внешним дает ноль. )



Таким образом весь сверхпроводник разделяется на два типа переплетенных областей: в одних магнитное поле нулевое, и там наблюдается торжество сверхпроводимости, а в других концентрируется то поле, что было вытеснено из сверхпроводящих регионов и там уже сверхпроводимости нет.



В результате весь сверхпроводящий блок какбы запомнил магнитное поле, в которое его поместили. И теперь если мы пытаемся его куда–либо сместить (вверх–вниз, вправо–влево), он воспринимает это как изменение внешнего магнитного поля и свои собственным полем пытается втянуться обратно в то положение, где его заморозили. В научной литературе это явление со сверхпроводником называют квантовым захватом (quantum locked), поскольку трубочки проводящего вещества внутри сверхпроводника — квантовый объект.



С жидким азотом каждый сможет, давай без него! Скажите вы. К сожалению, отчасти вы будете правы, так как итоги многолетних поисков комнатнотемпературных сверхпроводников привели всех задействованных в этом ученых к пониманию, что гораздо вероятнее исход, когда комнатная температура опустится до температуры жидкого азота, чем найдут сверхпроводник с температурой близкой к бытовой ;-)



Но не все потерянно. Попытки синтезировать новый класс сверхпроводника продолжаются, ибо создание высокотемпературного сверхпроводника откроет неизведанный рай для новых технологий начиная от суперкомпьютеров на сверхпроводящих элементах, работающих от пальчиковой батарейки, и заканчивая летающими машинками, кораблями, поездами, ну а если кому-то уж сильно захочется запустить кусок земной породы в свободное воздушное плаванье, как на фантастической Пандоре из небезызвестного фильма «АВАТАР», тот тоже без проблем это сможет повторить, острова которых будут летать, как облака, в магнитном поле земли.



AVATAR (отрывки про высокотемпературный сверхпроводник)




© Саймон Сталенхаг


Как-то так :-)


Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 12 comments