Физика

В теории сверхпроводников могут быть недостатки

В теории сверхпроводников могут быть недостатки

Сверхпроводимость - это квантовое состояние материала, при котором отсутствует сопротивление протеканию тока. Основная теория, лежащая в основе этого свойства, заключалась в том, что когда материал переводится в это состояние, сверхпроводник потребляет нулевую энергию и сохраняет ее в течение очень долгого времени в виде захваченного магнитного поля (TFM). Тостеры потребляют большое количество электроэнергии и благодаря сопротивлению металлических нитей внутри преобразуют ее в тепло. Это похоже на то, как работают сверхпроводники, но с точностью до наоборот. Сверхпроводники абсолютно не обладают сопротивлением току и из-за этого сохраняют внутренние магнитные поля.

Новое исследование, проведенное физиками из Хьюстонского университета, является первым выводом, который прямо противоречит предыдущей теории в отношении физики сверхпроводимости, известной как модель критического состояния Бина. Частью ограничений для сверхпроводников в настоящее время является то, что для использования их в практических приложениях часто требуется переохлаждение материалов и применение большого количества магнитной энергии. Эти новые результаты предполагают, что могут быть свойства сверхпроводимости, которые в настоящее время неизвестны, и приведут к более практическому применению этой технологии.

Захваченные магнитные поля или TFM являются основной движущей силой использования сверхпроводников. Если вы видели видео, на котором объект, казалось бы, парящий и движущийся, все время заблокированный на месте, является результатом сверхпроводимости и захваченных магнитных полей. Хотя физика, лежащая в основе такого события, невероятно крутая, для создания захваченного магнитного поля внутри сверхпроводников требуется много энергии, поэтому в противном случае оно неприменимо для общего практического использования, согласно Phys.org.

[Источник изображения: Викимедиа]

Текущая модель, модель Бина, предполагает, что при приложении магнитного поля к сверхпроводнику потребуется В 3,2 раза больше входной мощности как выводит TFM. Ранее предполагалось, что эта передача энергии будет постоянной и устойчивой, требующей времени и значительного количества энергии. Это, очевидно, делает TFM бесполезными в современной промышленности, но новое исследование показало, что передача энергии на самом деле не является стабильной, а скорее очень быстро перескакивает в ответ на незначительные скачки напряжения. Самое приятное в этом то, что физики смогли контролировать эти выбросы и достичь эффективности 1: 1 в передаче энергии сверхпроводимости TFM.

Так что, если вы зашли так далеко в этой невероятно сложной статье, вам может быть интересно, какое значение это имеет. Вы, вероятно, знаете, что в двигателях и генераторах используются магниты, и увеличение мощности, которая может храниться в магните, может иметь большое значение для соотношения размера и выходной мощности современных двигателей. Если вы возьмете двигатель с выходным крутящим моментом и замените все магниты внутри на TFM, то вы увидите Увеличение крутящего момента в 3,2 раза в том же объеме. Аналогичным образом, создание такого же крутящего момента, как у обычного магнитного двигателя, может быть достигнуто за В 10 раз меньше места, сравнительно. Это означает меньшие двигатели с более высокой выходной мощностью, и это может произвести революцию в магнитных приложениях в современной электронике.

Новая возможность создавать TFM в сверхпроводниках означает, что стоимость была значительно снижена, и благодаря дальнейшим исследованиям мир очень скоро сможет увидеть практическое применение этой науки.

[Источник изображения: Викимедиа]

Вот что забавно: физики, стоящие за открытием, знают, что их открытия радикально улучшат широкий спектр магнитных устройств, но они не знают, почему и как это работает. Они открыли этот новый феномен, который может произвести революцию в области применения современных сверхпроводников, но при этом они не имеют представления о масштабах или средствах, с помощью которых то, что они обнаружили, работает. Если вам нравится физика, и вы хотите узнать больше об этом новом исследовании, вы можете прочитать научную статью по этой теме здесь.

СМОТРИ ТАКЖЕ: Сверхпроводимость: Рассвет Маглева


Смотреть видео: Применение сверхпроводников Владимир Пудалов (November 2021).