Магнітна Левітація — Ефект Мейснера та Надпровідникова Фізика

Спостерігайте, як постійний магніт левітує над надпровідником, охолодженим нижче T_c. Ефект Мейснера виштовхує магнітний потік, створюючи силу відштовхування без тертя.

Переріз: магніт (зверху), силові лінії, надпровідник (холодний = синій)

Сила левітації F(h) та гравітаційне навантаження — рівновага там, де F = mg

Керування

Ефект Мейснера: Нижче T_c надпровідник першого роду повністю виштовхує B (χ = −1). Поверхневі струми підтримують B = 0 всередині. F ≈ A·B²/(2μ₀), спадає як h².

Температура T (К) 77.0

Поле магніту B₀ (Тл) 0.50

Висота магніту h (мм) 15.0

Маса вантажу m (г) 50

Силовий аналіз

Активний (T < T_c)?— Поле поверхні B (Тл)— Сила левітації F (Н)— Гравітація mg (Н)— Рівнодіюча (Н)— Стабільна рівновага?— Жорсткість підвішен.— Глибина проникн. λ—

Фізичні примітки

Теорема Ернстока: стабільна левітація статичних полів неможлива — надпровідники обходять це активним виштовхуванням потоку.

Глибина проникнення Лондона λ_L: B спадає як e^(−z/λ_L); λ_L ~ 50–500 нм.

Пінінг потоку (тип II): вище H_c1 вихори Абрикосова закріплюються на дефектах — це створює бокову стабільність.