Können supraleitende Magnete fliegen (oder den Erdkern abstoßen)?

Ich denke, das grundlegende Problem hier ist, dass für die Levitation ein magnetischer Gradient erforderlich ist, während das Magnetfeld der Erde im Maßstab aller menschlichen Fahrzeuge nahezu gleichförmig ist. Versuchen Sie, die Richtung der Magnetkraft anhand der Rechtsregel herauszufindenaus einem gleichförmigen Magnetfeld an zwei Punkten auf gegenüberliegenden Seiten einer kreisförmigen Stromschleife (dh jeder Punkt ist um 180 Grad vom anderen entfernt), indem der Geschwindigkeitsvektor für eine sich bewegende Ladung an beiden Punkten betrachtet und das Kreuzprodukt mit dem Magnetfeld gebildet wird Vektor (der bei einem einheitlichen Feld an beiden Punkten in die gleiche Richtung weist). Sie werden sehen, dass die Magnetkraft an den beiden Punkten unabhängig davon, wie Sie das äußere einheitliche Feld ausrichten, aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeitsvektoren für die Ladung, die durch beide Punkte geht, gleich und entgegengesetzt ist, und daher gibt es keine Nettomagnetkraft auf das Schleife als Ganzes. Die Analyse einer nicht kreisförmigen Stromschleife wäre etwas komplizierter, aber diese Seitebestätigt, dass "die gesamte Magnetkraft auf einen Magneten in einem gleichförmigen Magnetfeld genau Null ist und die Kräfte, die wir normalerweise mit abstoßenden oder anziehenden Magneten in Verbindung bringen, proportional zur Änderungsrate der Feldstärke mit der Position sind."

Hier ist eine Seite, die einige spezifische Gleichungen für die magnetische Levitation enthält – sie konzentriert sich auf die diamagnetische Levitation, aber die Seite erwähnt, dass die spezifische Form des Magnetismus in die Gleichung in der Variablen eingeht$\chi$, die magnetische Suszeptibilität , die ungefähr ist$10^{-5}$für ein diamagnetisches Material, aber gleich -1 für einen Supraleiter. Anscheinend der Feldgradient$\nabla B$muss einen Wert größer als haben$2 \mu_0 \rho g / \chi$damit Levitation auftritt, wo$\mu_0$ist die Vakuumdurchlässigkeit ,$\rho$ist die Dichte des schwebenden Objekts und g ist die Gravitationsbeschleunigung (9,8 Meter/Sekunde^2 auf Meereshöhe).

Das gesamte Fahrzeug müsste sich nicht drehen, nur ein hohler Torus mit ausreichender Masse (einer schweren Superflüssigkeit?), Der sich mit ausreichender Geschwindigkeit dreht. Es wäre auch ein unglaublich gutes Schwungrad, vorausgesetzt, Sie könnten leicht Energie hineingeben und wieder herausnehmen. (Superferrofluid?)

Das größere Problem wäre, es kühl zu halten und die magnetische Schwelle des Materials nicht zu überschreiten. Sie müssten sich wirklich keine Gedanken über das Spinnen machen, da Sie die Flusseinfangeigenschaft der Supraleiter nutzen. Sobald Sie das benötigte Feld erzeugt haben, können Sie es im Wesentlichen in einer leitenden Schleife einfangen, und solange es richtig gekühlt wird, haben Sie jahrzehntelang ein nahezu perfektes Feld.