Bayangkan sebuah cakera kecil yang terapung di udara, bergerak mengikuti laluan magnet yang dipasang di bawahnya, berputar tanpa geseran, tanpa bunyi, tanpa sebarang bentuk sentuhan fizikal. Ini bukan adegan dari filem sains fiksyen β ini adalah Kesan Meissner dalam dunia fizik superkonduktiviti yang nyata dan boleh anda saksikan dalam makmal fizik di seluruh dunia.
Superkonduktiviti adalah fenomena di mana sesetengah bahan, apabila disejukkan di bawah suhu kritikal tertentu (dipanggil suhu Curie atau suhu kritikal), kehilangan sepenuhnya rintangan elektrik mereka. Elektrik boleh mengalir tanpa henti dalam gelung superkonduktor tanpa sebarang kehilangan tenaga. Namun yang lebih menakjubkan adalah Kesan Meissner β superkonduktor secara aktif menolak semua medan magnet dari dalamnya, menjadi "diamagnet sempurna."
Mengapa ini menyebabkan levitasi? Apabila anda meletakkan magnet berdekatan superkonduktor, superkonduktor menjanakan arus berputar pada permukaannya yang menghasilkan medan magnet yang bertentangan tepat dengan magnet luar. Ini mencipta daya tolak yang cukup untuk mengangkat magnet ke udara. Tidak seperti magnet biasa yang boleh "tergelincir" daripada susun atur kestabilan, superkonduktor memegang magnet dalam kedudukan tertentu melalui "penyematan fluks" β di mana garis-garis medan magnet seperti dipaku pada kedudukan tertentu dalam superkonduktor, mencipta kestabilan tiga dimensi yang membolehkan objek terapung dari bawah, atas, atau sisi.
Kereta api maglev (magnetic levitation) menggunakan prinsip ini atau prinsip magnet konvensional berkuasa tinggi untuk terapung di atas landasan, mengelakkan geseran sepenuhnya. Rekod kelajuan kereta api maglev Jepun SC Maglev adalah 603 km/j yang dicapai pada 2015. Dengan tiada geseran, kereta ini boleh mencapai kelajuan yang mustahil bagi kereta api konvensional.
Superkonduktor suhu tinggi yang ditemui sejak 1986 beroperasi pada suhu nitrogen cecair (-196Β°C) yang jauh lebih mudah dan murah berbanding superkonduktor tradisional yang memerlukan helium cecair (-269Β°C). Ini membuka kemungkinan praktikal yang lebih luas β dari MRI perubatan, pemecut zarah seperti Large Hadron Collider di CERN, hingga reaktor fusi nuklear (tokamak) yang menggunakan magnet superkonduktor untuk mengurung plasma panas. Masa depan tenaga bersih dan pengangkutan berkelajuan tinggi mungkin bergantung kepada kemajuan dalam teknologi superkonduktiviti ini.
Cita-cita terbesar dalam fizik bahan adalah untuk menemui superkonduktor suhu bilik β bahan yang bersuperkonduktif pada suhu biasa tanpa memerlukan penyejukan. Jika ini dicapai, ia akan merevolusikan teknologi manusia seperti penguasaan teknologi semikonduktor merevolusikan komputer.
π¬ Fakta Sains #61: Magnet Superkonduktan dan Levitasi Magnetik. Superkonduktor boleh menolak medan magnet sepenuhnya melalui Kesan Meissner, membolehkan objek terapung di udara tanpa sebarang penggunaan tenaga β asas kepada teknologi kereta api maglev dan masa depan pengangkutan.. Bayangkan sebuah cakera kecil yang terapung di udara, bergerak mengikuti laluan magnet yang dipasang di bawahnya, berputar tanpa geseran, tanpa bunyi, tanpa sebarang bentuk sentuhan fizikal. Ini bukan adegan dari filem sains fiksyen β ini adalah Kesan Meissner dalam dunia fizik superkonduktiviti yang nyata dan boleh anda saksikan dalam makmal fizik di seluruh dunia.
Superkonduktiviti adalah fenomena di mana sesetengah bahan, apabila disejukkan di bawah suhu kritikal tertentu dipanggil suhu Curie atau suhu kritikal , kehilangan sepenuhnya rintangan elektrik mereka. Elektrik boleh mengalir tanpa henti dalam gelung superkonduktor tanpa sebarang kehilangan tenaga. Namun yang lebih menakjubkan adalah Kesan Meissner β superkonduktor secara aktif menolak semua medan magnet dari dalamnya, menjadi "diamagnet sempurna."
Mengapa ini menyebabkan levitasi? Apabila anda meletakkan magnet berdekatan superkonduktor, superkonduktor menjanakan arus berputar pada permukaannya yang menghasilkan medan magnet yang bertentangan tepat dengan magnet luar. Ini mencipta daya tolak yang cukup untuk mengangkat magnet ke udara. Tidak seperti magnet biasa yang boleh "tergelincir" daripada susun atur kestabilan, superkonduktor memegang magnet dalam kedudukan tertentu melalui "penyematan fluks" β di mana garis-garis medan magnet seperti dipaku pada kedudukan tertentu dalam superkonduktor, mencipta kestabilan tiga dimensi yang membolehkan objek terapung dari bawah, atas, atau sisi.
Kereta api maglev magnetic levitation menggunakan prinsip ini atau prinsip magnet konvensional berkuasa tinggi untuk terapung di atas landasan, mengelakkan geseran sepenuhnya. Rekod kelajuan kereta api maglev Jepun SC Maglev adalah 603 km/j yang dicapai pada 2015. Dengan tiada geseran, kereta ini boleh mencapai kelajuan yang mustahil bagi kereta api konvensional.
Superkonduktor suhu tinggi yang ditemui sejak 1986 beroperasi pada suhu nitrogen cecair -196Β°C yang jauh lebih mudah dan murah berbanding superkonduktor tradisional yang memerlukan helium cecair -269Β°C . Ini membuka kemungkinan praktikal yang lebih luas β dari MRI perubatan, pemecut zarah seperti Large Hadron Collider di CERN, hingga reaktor fusi nuklear tokamak yang menggunakan magnet superkonduktor untuk mengurung plasma panas. Masa depan tenaga bersih dan pengangkutan berkelajuan tinggi mungkin bergantung kepada kemajuan dalam teknologi superkonduktiviti ini.
Cita-cita terbesar dalam fizik bahan adalah untuk menemui superkonduktor suhu bilik β bahan yang bersuperkonduktif pada suhu biasa tanpa memerlukan penyejukan. Jika ini dicapai, ia akan merevolusikan teknologi manusia seperti penguasaan teknologi semikonduktor merevolusikan komputer.
