悬浮滑板在哪?教授说已经不远了
想象你真正回到未来的一天,你是骑着悬浮滑板还是飞行汽车呢?可悲的是,这在周三已经来不及发生了;Marty McFly 在1989年的电影“回到未来II”中,在2015年10月21日的短途旅游中遇到的磁悬浮技术并不像它看起来那么牵强了。
多亏了超导科学,使它变得不太遥远。
“我们很可能能够创造一个漂浮的运输系统,既能飞行又能陆地行使,” 伊萨卡学院物理和天文系副教授Matthew C. Sullivan表示。他致力于研究超导体现象。
超导体(一种元素、金属合金,甚至某些陶瓷 )是在冷却到极低温(有些要接近绝对零度或大约-452华氏度,有的可“高”达- 292 F,大部分处于该范围之间)时,会显示独特磁和电学性质的材料。当适当冷却,超导体能抵制磁性吸引力,在磁铁上悬浮。
这听起来就像是Michael J. Fox在登山时特别装备的悬浮滑板,对不对?虽然悬停技术在虚构的时间旅行系列中从未详细介绍,但利用目前的技术这是完全可行的,Sullivan说,即使不太可能,只要我们足够的适当冷却坐骑的超导体和道路上的磁铁就可以,反之亦然。
“在这个时候唯一似乎有点疯狂的事情是-悬停在您需要的任何特定表面。对此我还不清楚该如何做到,”他说。
炫耀超导体
今年早些时候,来自汽车制造商LEXUS雷克萨斯的工程师登上了社交媒体的头条,因为他们炫耀自己滑动悬浮滑板的视频和广告,他们是利用超导体制成的,但只能在他们西班牙的专业滑板公园使用。
在Sullivan的展示中,他将一个由超导材料制成的小圆盘放进一个由磁铁制成的轨道周围,虽然规模较小但依然令人印象深刻。他甚至在2011年的“科尔伯特报告”中将Stephen Colbert的美国梦幻冰淇淋的纸盒悬浮起来,并在2013年的旅游卫视上谈到未来过山车的可能性。
超导不仅仅适合于华而不实的演示和磁悬浮交通的科幻梦想,而且在目前技术的使用上已经有实际应用。一些世界各地的在线mag-lev(磁悬浮)列车系统已经使用了这项技术,以及核磁共振成像(MRI)机器和粒子加速器,例如瑞士的大型强子对撞机,在那希格斯玻色子粒子在2012年得到了证实。
超导体的另一个特性是它们对电流没有任何阻力,这意味着在电流流经它们时电能没有损失。然而目前超导体在手机信号塔和输电电缆和电线上的商业应用能力有限,因为保持超导需要的极低温度限制了其使用。
解决奥秘
超导是在1911年首次发现的,但直到1957年,关于它们的第一个被广泛接受的理论才制定出来。一个新的非常规超导体族于1986年被发现,并且这些超导体继续违背该解释理论。
其中一个未解决的问题是临界温度或材料转变成超导体的温度。非传统超导体的临界温度通常非常高,而且不能解释。另一个奥秘是它们的组成如何使他们具有超导性。
“这就是我的实验室正在努力做的事情:致力于解释这些材料是如何实现超导的问题,因为他们违背了早在20世纪50年代给出的逻辑,” Sullivan说。
Sullivan和他的学生都致力于了解材料从正常状态转换到一个超导体的机制。最终的目标,他说,将是发现一种在较高高得多的温度下转变的材料。
“如果我们可以发现一种在室温下,甚至干冰温度下工作的超导体,你会发现电子电路的工作方式、电力电子从发电厂传输到家庭的方式,以及电源市内的传输,都将会发生爆炸和变革,” Sullivan说。
新材料在线编译整理——翻译:王晶晶 校正:摩天轮
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