Проекты

Магнитная левитация высокотемпературного сверхпроводника

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Нанотехнологии. Теоретические и фундаментальные исследования. Математика и механика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Теоретическая физика, Сверхпроводимость
Авторы работы: ГБОУ Школа № 444
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года

Актуальность

Ряд конференций последних лет рассматривает физические принципы, на основе которых можно было бы построить отечественную транспортную систему на основе магнитной левитации. Известно, что в Китае уже около 10 лет успешно эксплуатируется пассажирский поезд на магнитном подвесе маршрута Шанхай – Пудонг при скорости 430 км/ч. В связи с этим сотрудниками ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, где проводилась данная работа, была предложена тема магнитной левитации высокотемпературных сверхпроводников как безусловно актуальная, интересная и перспективная.

Цель работы: исследовать, как вес левитирующего объекта влияет на зазор между этим объектом и магнитной трассой.

Содержание работы

Работа была проведена в лаборатории магнитных явлений Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН. В основу работы была заложена модель магнитного подвеса на основе высокотемпературного сверхпроводника.

Была проведена серия экспериментов, в результате которых немагнитной линейкой измерялся зазор между криостатом с ВТСП и магнитной трассой при различных грузах, размещаемых на криостате.

При ширине магнитной трассы 10 см максимальная масса груза, которую может выдержать левитирующий высокотемпературный сверхпроводник, составляет около 3,5 кг.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Высокотемпературный сверхпроводник YBCO, криостат из пенопласта, алюминиевые (немагнитные) подставки под криостат, магнитная трасса из магнитных кубиков со стороной 10 мм и В=0,3 Тл, сосуд Дюара (термос) и жидкий азот, набор грузов, весы Vibra для измерения массы грузов (точность 0,001 г), немагнитная пластиковая линейка, скотч, компьютер с приложением Excel.

Выводы

  • Определена зависимость величины зазора от массы груза.
  • Изучен принцип магнитной левитации.
  • Получен необходимый опыт работы с оборудованием.
  • Созданы условия, необходимые для левитации сверхпроводника.

Перспективы использования результатов работы

Проект будет продолжен в направлении использования результатов исследования в транспортировке грузов.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Институт радиоэлектроники им. В. А. Котельникова РАН.