Как сверхпроводники плавают в магнитном поле?

Фильм «Аватар» заинтересовал меня этой темой, но пока я нашел только сложные статьи, наполненные незнакомыми словами. Есть ли простой способ объяснить, как магнитное поле влияет на сверхпроводящие материалы, заставляя их плавать?

Ваш профиль пуст. Если вы просите нас объяснить это явление в привычных формулировках, то вы должны хотя бы рассказать нам, каков ваш бэкграунд.
Я программист-любитель, по физике почти не бг, поэтому как можно проще, пожалуйста :)

Ответы (2)

Сверхпроводники плавают не только из-за эффекта Майнснера. Они плавают из-за квантовой блокировки . Очень маленькие слабые места в тонком сверхпроводнике позволяют магнитным полям проникать внутрь, блокируя их. Они называются потоковыми трубками.

Квантовый сверхпроводник

Эффект Мейснера возникает только в том случае, если вы превращаете проводник в сверхпроводник, когда магнит (или магнитное поле) находится рядом с ним. Размещение магнита рядом с существующим сверхпроводником является примером электромагнитной индукции, вызывающей магнитную левитацию.

Большинство примеров эффекта Мейснера и электромагнитной индукции выполняются с помощью плавающего магнита . Попытка запустить толстый сверхпроводник без квантовой блокировки быстро приведет к тому, что он улетит из-за нестабильных магнитных полей. Любой пример плавающего сверхпроводника сделан с тонким сверхпроводником, демонстрирующим квантовую блокировку.

Как полупроводник может двигаться вперед и назад по магнитной дорожке, если он «приколот» к магниту?
@sagar, потому что магнитные силы слабы. Достаточно просто удерживать его на месте до тех пор, пока не будет применена внешняя сила. Квантовый пининг обеспечит некоторое трение, похожее на аффект, и, тем не менее, медленно заставит его замедлиться.

Магнитное поле не может проникнуть через сверхпроводник; поскольку нет сопротивления потоку электронов, поле немедленно создает в сверхпроводнике ток, и поле, создаваемое этим током, противодействует исходному полю. Это обычная магнитная индукция, но с нулевыми потерями из-за сверхпроводимости.

По сути, всякий раз, когда магнит приближается к сверхпроводнику, сверхпроводник немедленно становится противоположным магнитом, создавая силу, которая удерживает два объекта друг от друга. Величина этой силы зависит от силы исходного магнита.

Существует также родственное явление, известное как эффект Мейснера , который описывает, как магнитное поле активно исключается из вещества, когда оно переходит в сверхпроводящее состояние.

Другое родственное явление - закрепление потока , которое происходит в тонких слоях сверхпроводников II типа. Когда это происходит, «линии» магнитного поля захватываются сверхпроводником, проходя через несверхпроводящие трубки, которые изолированы от сверхпроводящих областей вихрями тока. Это создает эффект, что сверхпроводник «предпочитает» находиться в той же величине поля, которая существовала при его создании, активно сопротивляясь движению в область более высокой или более низкой напряженности поля.

Закрепление потока также может быть создано в макромасштабе путем формирования сверхпроводника (любого типа) в форме кольца (тора).

Есть ли какая-либо зависимость от количества энергии, необходимой для поднятия на плаву сверхпроводника известной массы?
Ваш источник говорит, что вы не правы: Таким образом, следует отметить, что размещение и последующая левитация магнита над уже сверхпроводящим материалом не демонстрирует эффект Мейснера, в то время как изначально неподвижный магнит позже отталкивается сверхпроводником по мере его охлаждения через его критическая температура.
Я также должен добавить, что название этого вещества (сверхпроводник при комнатной температуре) «Унобтаниум» в « Аватаре » меня поразило. Этот термин — давняя инженерная шутка, означающая любой предмет, который вам нужен, но который вы не можете получить. Я часто задавался вопросом, намеревался ли Джеймс Кэмерон заменить это имя чем-то другим до того, как сценарий был завершен для съемок.
Как сверхпроводники плавают в магнитном поле?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v