Сверхпроводники и ротация

При температурах, близких к абсолютному нулю (около —273,15 °С) некоторые металлы полностью теряют электрическое сопротивление. Подобный материал называется сверхпроводником, а эффект нулевого сопротивления (или абсолютной проводимости) — сверхпроводимостью. По замкнутому сверхпроводящему проводу электрический ток может долгое время циркулировать без заметного снижения силы.

Магнитная левитация с использованием сверхпроводника становится возможной благодаря тому, что в такой среде поток магнитной индукции практически отсутствует. Линии магнитной индукции рассеиваются настолько, что практически отсутствуют в сверхпроводнике, т. е. магнитное поле из материала вытесняется почти полностью. Этот эффект называется абсолютным диамагнетизмом, или, точнее, эффектом Мейснера, в честь одного из его первооткрывателей, Вальтера Мейснера, впервые наблюдавшего его в 1933 году.

Эффект Мейснера привлек внимание инженеров, разрабатывающих средства передвижения на основе магнитной левитации, к сверхпроводникам. Сверхпроводящий диамагнетик обладает гораздо большей отталкивающей силой (при равном значении интенсивности магнитного поля), чем любой другой диамагнетик. Отталкивание происходит независимо от ближайшего магнитного полюса, поэтому такой системе не угрожает нестабильность, характерная для систем.

Ротация

Схема, будет работать, если верхний магнит вращается с большой скоростью. Вращение позволяет ему быть своего рода стабилизирующим гироскопом. К верхнему магниту прикрепляется диск из неферромагнитного материала (т. е. из материала, который не намагничивается) для усиления гироскопического эффекта.

При достаточно высокой скорости вращения верхний магнит балансирует на взаимно отталкивающихся магнитных полях — своем и набора нижних магнитов. Потрясающий пример действующей конструкции, созданной по этому принципу, — игрушка под названием LEVITRON. Описание принципа ее действия можно найти на сайте www.levitron.com. Система, не противоречит положениям теоремы Ирншоу, поскольку та приложима только к неподвижным магнитам. Тем не менее эта система ненадежна. Угловая скорость (скорость вращения) верхнего магнита должна сохраняться в определенных рамках, а сам магнит — иметь четко определенную форму. Со временем сопротивление воздуха затормозит вращающийся магнит, гироскопический эффект вследствие этого пропадет и верхний магнит перевернется и примагнитится к нижним.