Научный проект физиков ЧелГУ и учёных Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН сделает возможным появление левитирующего транспорта — принципиально нового для России вида передвижения.
Ключевыми особенностями технологии являются магнитная левитация —транспортное средство движется без контакта с поверхностью, при этом отсутствует шум и вредные выбросы, а вибрация и затраты на электроэнергию минимальны.
Разработки и испытания поездов на магнитной подушке (маглев) в текущий момент проводятся в китайском городе Чэнду и в Японии, где маглев зарегистрирован в Книге рекордов Гиннесса как самый быстрый в мире.
В Челябинске учёные работают над концептуальным прототипом внутригородской или внутриобъектовой транспортной системы на основе высокотемпературных сверхпроводников. Первый лабораторный макет длиной два метра на днях был испытан в ЧелГУ. Планируются испытания на более масштабном макете «квантового гравилёта» длиной 12 метров. Кроме этого, перед учёными стоит задача проведения испытаний в условиях вакуума. Предстоит ответить на вопросы о разгоне и торможении в условиях вакуума, системы управления макетом, вопрос о энергии, выделяющейся при торможении.
Интересно, что созданием такого способа передвижения российские учёные были озабочены ещё в начале прошлого века, однако надежда продвинуться в этой работе появилась лишь в 1986 году, когда были обнаружены материалы, являющиеся сверхпроводниками при температуре жидкого азота, стоимость которого существенно ниже стоимости жидкого гелия. В дальней перспективе физики планируют избавиться и от азота в системе, создав микрокриогенные системы с автономным питанием для высокоэффективного охлаждения сверхпроводящих элементов без расхода жидких газов.
«В качестве сверхпроводника мы используем керамическое соединение YBaCuO, которое при охлаждении до ‒180 градусов Цельсия полностью теряет электрическое сопротивление, ток по нему течёт как жидкость (например, пластина утюга становится горячее с повышением сопротивления), — пояснила руководитель гранта, доцент кафедры физики конденсированного состояния ЧелГУ Мария Матюнина. — Во время охлаждения сверхпроводника над магнитным полем устанавливается определённая взаимосвязь, как будто этот керамик запоминает силовые линии и по ним движется».
Пока соединение YBaCuO в России не производят. Монополистом выступает Китай. Но учёные рассматривают возможность наладить производство в Челябинске, так как все компоненты (иттрий, барий, оксид меди) доступны.
Проект в этом году был поддержан РНФ и Челябинской областью. Мария Матюнина рассказала, что к революционным исследованиям уже подключены не только сотрудники физического факультета ЧелГУ, но и студенты.
«Проект документально ограничен по количеству людей, однако мы стремимся вовлечь в эту невероятно интересную теоретическую и экспериментальную работу студентов магистратуры и даже бакалавриата. Исследование длится три года — задач хватит всем», — заключила Мария.