超导体为什么
能让磁铁
稳稳悬在半空?
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下面是视频旁白的全文。
一块磁铁,放到另一块磁铁上方,同一头对着。它不会乖乖飘着。一歪,就翻过去吸上了。换成这块冒白气的黑色小圆片。磁铁停在半空,一动不动。
整个倒过来,磁铁挂在下面,也掉不下来。这块小圆片叫超导体。它到底做了什么?很多人以为,就是同一头互相推开。
可光靠推,是飘不稳的。一八四二年,英国数学家恩肖就证明过:几块普通磁铁怎么摆,都会往一边溜。所以超导体多做了两件事。
先说它是什么。有些材料冷到一定程度,电流在里面跑,一点都不损耗。这块小圆片,要泡在液氮里。那是零下一百九十六度。磁铁四周,有很多看不见的线,从一头绕到另一头。它们叫磁力线。
第一件事:超导体不让磁力线进门。磁铁一靠近,它表面就跑起一圈电流。好像下面变出一块反着的磁铁,把上面这块往上顶。磁力线被挤在外面,压成一层软垫。
可垫子是滑的。光有这一件,磁铁还会往旁边溜。第二件事,才是稳的关键。这种超导体并不完美。里面有很多极细的小瑕疵,像布上的针眼。
有一小部分磁力线,从针眼里穿过去。一穿进去,就卡住了。就像缝扣子:线穿过针眼,扣子就缝在了布上。磁铁,就被看不见的线缝在了半空。
往上提,线拉它回来。往下按,线把它顶回去。往旁边推,它弹回原处。倒过来也一样。线还缝着,它就挂在那儿。冷下来那一刻,磁铁举在哪儿,线就从哪儿穿过。它记住的,就是那一刻的高度。
二零零零年,西南交通大学用上了这一招:造出第一辆能坐人的高温超导磁悬浮车。车底装着泡在液氮里的小圆片,飘在一条磁铁轨道上。它就怕热。液氮一跑光,圆片回暖,线就松了,磁铁啪嗒掉下来。
所以科学家一直在找:不用冷,也能超导的材料。二零二三年,有人说找到了。几个星期后,各地实验室查清:不是。平常的温度和气压下就能这样飘的东西,还没人找到。
要是哪天它不用冷了,你最想先让什么飘起来:床,还是自行车?
两块磁铁,
怎么也飘不住
把一块磁铁放到另一块上方,同一头对着。它飘不住,一歪就翻过去吸住了。
换成一块泡过液氮、冒着白气的黑色小圆片,磁铁就停在半空。倒过来,它挂在下面也不掉。
这块小圆片叫超导体:冷到一定程度,电在里面跑,一点都不损耗。演示用的这种,要泡在零下 196 度的液氮里。
「同一头推开」
只说对了一半
第一件:把看不见的线
挡在门外
磁铁四周有很多看不见的线,从一头绕到另一头,叫磁力线。
超导体不让它们进门。磁铁一靠近,圆片表面就跑起一圈电流,像在下面变出一块反着的磁铁,把它往上顶。
磁力线被挤在外面,压成一层软垫。可软垫是滑的,光有这一件,磁铁还会往旁边溜。
第二件:
布上的针眼
往哪推,
它都回来
还有一件妙事:冷下来那一刻,磁铁举在多高,线就从那儿穿过去。它记住的,就是那一刻的高度。
它只怕
一样东西
2000 年,西南交通大学用这一招造出了世界上第一辆能坐人的高温超导磁悬浮车:车底装着泡在液氮里的圆片,飘在一条磁铁轨道上。
不用冷的那一块,
还没找到
科学家一直在找:平常的温度、平常的气压下就能超导的材料。
2023 年,有人说找到了,视频里一小块石头翘起了半边。几个星期后,各地实验室查清:那些「像超导」的迹象,是里面的杂质弄出来的,它不是超导体。
磁铁还有更怪的:碰不到的磁铁。
稳住它的是线
小测验
磁铁能稳稳停在超导体上方、往旁边推都会弹回来,最关键靠的是什么?
推只给了一层滑溜的软垫;真正把它缝在半空的,是穿过针眼卡住的那几根线。


