美國休斯敦大學(xué)物理學(xué)家日前報(bào)告稱，發(fā)現(xiàn)被普遍接受的關(guān)于超導(dǎo)體如何捕捉并保持磁場的理解存在重要理論缺陷。50多年前，通用電氣公司的科學(xué)家C.P. Bean提出了一種被稱為“比恩模型”或者“臨界態(tài)模型”的理論解釋。

超導(dǎo)體的基本屬性在于其對電路表現(xiàn)出零電阻。在某種程度上，它們和阻擋電流并因此將能量轉(zhuǎn)換成熱量的烤箱是相對的。超導(dǎo)體的能耗為零，并且能在很長一段時(shí)間內(nèi)將能量儲存起來。其中，那些儲存磁能的超導(dǎo)體又被稱為“捕獲場磁體”（TFM），能表現(xiàn)得像磁體一樣。

在美國物理聯(lián)合會(huì)下屬《應(yīng)用物理學(xué)雜志》上，研究人員描述了同臨界態(tài)模型結(jié)果存在重大偏差的實(shí)驗(yàn)。他們揭示了出乎意料且有利于實(shí)際應(yīng)用的新行為，包括通過各種新方法利用TMF的可能性。

通常，基于磁體的設(shè)備性能隨著磁體強(qiáng)度的增加而提升，最高可達(dá)到平方量級的提升。換句話說，如果一塊磁體的強(qiáng)度增加了25倍，該設(shè)備的性能會(huì)提高25～625倍。

很明顯，TFM激起了人們的興趣，但它們的使用在很大程度上受到將磁場轉(zhuǎn)變成超導(dǎo)體這一挑戰(zhàn)的掣肘�！耙粋�(gè)更容易處理的問題是將超導(dǎo)體冷卻到能顯示超導(dǎo)性所需要的低溫�！毙菟苟卮髮W(xué)物理學(xué)名譽(yù)教授和研究教授、最新研究第一作者Roy Weinstein解釋說。

如今被廣泛使用的方法是在超導(dǎo)體被冷卻后，通過脈沖場磁體將磁場施加到超導(dǎo)體上。比恩的模型預(yù)測，為將盡可能多的磁場推進(jìn)超導(dǎo)體，脈沖場的強(qiáng)度至少是由此產(chǎn)生的TFM磁場的兩倍，更通常的情況是超過3.2倍。迄今為止開展的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。

不過，這嚴(yán)重限制了TFM的應(yīng)用�！爱a(chǎn)生超過12特斯拉的磁場是非常困難且昂貴的�！盬einstein說：“如果比恩的理論成立，這種花費(fèi)和實(shí)用性上的障礙將把應(yīng)用于產(chǎn)品中的TFM限制在3.75特斯拉這一典型最大值以內(nèi)�！�

最新研究發(fā)現(xiàn)，對于磁脈沖的某些限制，比恩的模型缺乏根據(jù)，同時(shí)一個(gè)顯著不同的磁場空間分布出現(xiàn)了�！按艌錾系拇蠓�增加突然出現(xiàn)，并且是以跳躍的形式，而比恩模型預(yù)測的是一種穩(wěn)定、緩慢的增加�！盬einstein表示，所有這種新的意外行為是可重復(fù)和可控制的。“最令人鼓舞的是，現(xiàn)在我們能利用強(qiáng)度和TFM相當(dāng)?shù)拿}沖產(chǎn)生完全強(qiáng)度的TFM�！�

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