¿Qué es la levitación magnética cuántica?

La llamada levitación magnética cuántica es en realidad simplemente un fenómeno maravilloso que ocurre al cambiar el tamaño físico de los superconductores en experimentos de levitación magnética.

Una de las características de los superconductores es el campo magnético repulsivo, es decir, las líneas del campo magnético no pasarán por su "cuerpo". Por lo tanto, cuando un superconductor se coloca en un campo magnético, el superconductor experimentará. una fuerza que es repelida por el campo magnético, es decir, un superconductor experimenta una fuerza ejercida sobre él por un imán que se aleja del imán. La levitación magnética se logra colocando el superconductor sobre el imán para equilibrar la fuerza repulsiva y la gravedad en función de las propiedades diamagnéticas del superconductor mencionadas anteriormente. El propio superconductor se moverá hacia el imán debido a la gravedad de la tierra. Sin embargo, cuanto más cerca esté el superconductor del imán, mayor será la fuerza de repulsión que recibe del imán. La fuerza repulsiva entre ellos es igual a Cuando la Tierra ejerce gravedad sobre el superconductor, el superconductor levita sobre el imán. Sin embargo, la suspensión del superconductor en este momento flotará, lo que también se puede decir que es inestable cuando se presiona hacia abajo. El superconductor y luego lo suelta, flotará sobre el imán. Realiza un "movimiento armónico simple" hacia arriba y hacia abajo, lo que significa que la levitación magnética ordinaria tiene un "punto de equilibrio" de levitación.

La característica más importante de la levitación magnética cuántica que la diferencia de la levitación magnética ordinaria es que no tiene el llamado punto de equilibrio, pero existe un "statu quo" entre el imán (estrictamente hablando, debería ser un campo magnético) y las características del superconductor, es decir, si aplica una fuerza externa para colocar un "superconductor cuántico" en un campo magnético y luego elimina todas las fuerzas externas, mantendrá su posición original en el campo magnético (si. el campo magnético es lo suficientemente fuerte, puede cambiar las características del "superconductor cuántico" (haz que se adapte a esta parte del campo magnético). Y esta capacidad de "mantener el status quo" en un campo magnético también depende de la estructura del campo magnético. Si el campo magnético no es uniforme, cuando una fuerza externa le da al "superconductor cuántico" una velocidad inicial, lo hará. se verá afectado por la capacidad de "mantener el status quo" en el campo magnético. Eventualmente se detendrá debido a la resistencia, y si el campo magnético es uniforme, cuando la fuerza externa le dé al "superconductor cuántico" una velocidad inicial, lo hará. continúa moviéndose a esta velocidad en el campo magnético uniforme. Tenga en cuenta que el "uniforme" anterior se refiere a la dirección de la velocidad inicial y no significa uniformidad en el espacio tridimensional. Es decir, si el campo magnético no cambia en la dirección x, entonces lo llamamos uniforme en la dirección x. dirección x (por supuesto, esta x puede ser una línea recta o una curva, como un arco o una espiral uniforme, etc.), y no es uniforme en las direcciones y y z, lo que significa que el campo magnético cambia a lo largo de las direcciones y y z (discusión aquí (ignorando los cambios periódicos), luego, de acuerdo con las condiciones anteriores, cuando la velocidad inicial es a lo largo de la dirección x, el "superconductor cuántico" continuará moviéndose a lo largo de la dirección del eje x con la dirección inicial velocidad, y si la dirección de la velocidad inicial es en la dirección y o z, entonces los "superconductores cuánticos" dejarán de moverse debido a la resistencia de "mantener el status quo" en el campo magnético. La levitación magnética cuántica tiene las características anteriores, que depende principalmente de que el "superconductor cuántico" tenga una característica de "adaptación" al campo magnético. Esta característica de "campo magnético adaptativo" proviene de la naturaleza ultradelgada del superconductor. Cuando el campo magnético externo es lo suficientemente fuerte, las líneas del campo magnético pueden "perforar" el superconductor ultradelgado y formar un canal de campo magnético en el superconductor. Por supuesto, este "canal de campo magnético" es "mucho" (debe ser causado por las líneas de campo magnético que pasan a través de la brecha molecular o la brecha de la red. En este momento, el superconductor ultradelgado también puede considerarse como una malla con agujeros de malla más pequeños y cuerdas de malla más gruesas, la malla es el "canal del campo magnético", la cuerda de la malla es un superconductor, evitando que las líneas del campo magnético penetren en sí mismas), y las líneas del campo magnético pasan a través del "campo magnético". "El canal" debe distribuirse lo más disperso posible en el espacio. En este momento, las líneas del campo magnético pasan a través del "campo magnético". La escena del "paso" se puede comparar vívidamente con una niña que lleva una corbata en la cabeza. el cabello junto y el cabello queda esponjoso en ambos extremos de la corbata.

En ausencia de interferencia de campo externo, las líneas del campo magnético tienden a dispersarse en el espacio tanto como sea posible y su forma no cambiará en ausencia de una fuerza externa. Es decir, a cambiar la forma del campo magnético. líneas que se dispersan libremente en el espacio, es necesario aplicar fuerza externa, y en este momento, el "canal de campo magnético" similar a la diadema cambiará la forma de las líneas del campo magnético sin importar cómo se mueva. , si no hay fuerza externa, o la fuerza externa no es suficiente para cambiar el "canal del campo magnético", la posición relativa del "canal del campo magnético" con respecto al campo magnético no cambiará (es decir, el "superconductor cuántico" I mencionado anteriormente se adapta a esta parte del campo magnético. Otra razón importante por la que el superconductor cuántico puede adaptarse es que su tamaño es lo suficientemente delgado y el "canal de campo magnético" es lo suficientemente denso, cuando el campo magnético pasa a través del canal, el campo magnético. en los lados frontal y posterior del superconductor cuántico (la parte cercana al superconductor cuántico) se puede considerar exactamente igual, es decir, se utiliza la misma fuerza en ambos lados para incrustar el superconductor cuántico en esa posición). Ésta es la razón del fenómeno de "colgar pero no flotar" en los experimentos de levitación cuántica. Es decir, la razón por la que el imán todavía puede "succionar" el "superconductor cuántico" cuando se coloca debajo del imán es que la gravedad no es lo suficientemente fuerte en este momento como para cambiar el "canal de campo magnético" del superconductor cuántico. adaptarse al nuevo campo magnético. Cuando colocas un "superconductor cuántico" en un cuadrado o en cualquier otro imán no simétrico rotacionalmente y le das al "superconductor cuántico" una velocidad de rotación inicial, no continuará girando debido al campo magnético en la dirección de rotación a lo largo de El eje de rotación es desigual, y cuando lo colocas en un anillo magnético, le das una velocidad de rotación inicial. Cuando no hay resistencia externa, puede continuar girando, porque en el sentido de rotación con el eje central. del anillo magnético como eje de rotación. En la superficie, el campo magnético es uniforme. Cuando el "superconductor cuántico" gira alrededor de este eje, se puede ver que su posición con respecto al campo magnético no cambia. Esta es también la razón por la que cuando el "superconductor cuántico" se mueve en una órbita circular en el experimento, cada uno de los puntos de sus partículas siempre permanece a la misma distancia del centro de la órbita circular (hace una revolución y gira con respecto a sí mismo). . Y si un superconductor ordinario se coloca en una órbita circular, no girará cuando no haya velocidad de rotación inicial ni fuerza externa. Por supuesto, la introducción de líneas de campo magnético y "canales de campo magnético" no es rigurosa, o todavía hay algunas características que deben darse a los "canales de campo magnético" (como cuando se mueven en una órbita circular), pero tales una introducción aún puede hacer que mi narrativa sea más fácil de entender.

El contenido del párrafo anterior es mi propia comprensión de este fenómeno después de ver el video del experimento de demostración que estoy escribiendo hoy. También espero que los internautas que estén interesados ​​en este fenómeno del experimento de demostración me brinden algo. Comentarios Tal vez alguien que conozca la base teórica exacta pueda enviármelo. Estoy bastante interesado en estos nuevos fenómenos.