füsa presa

Ülijuhtide levitatsioon

Ülijuhtivus iseenesest oli tuntud juba ammu (avastas elavhõbedal Hollandi füüsik Heike Kamerlingh Onnes 1911. a), aga kuni aastani 1986. a. ei usutud, et nähtus võiks esineda ka temperatuuridel oluliselt üle mõnekümne Kelvini kraadi. Materjale, mis lähevad teataval madalal temperatuuril ülijuhtivasse (madalatel temperatuuridel aine eritakistus muutub nulliks.) olekusse nimetatakse ülijuhtideks. 

Ülijuhtivus püsib üksnes teatava kriitilise voolutugevuseni ja välise magnetvälja tugevuseni. Kui need ületatakse, taastub metalli tavatakistus, samuti kui lävitemperatuuri ületamiselgi. 

Kõrgtemperatuursed ülijuhid

Kõrgtemperatuursete ülijuhtide avastamine oli viimaste aastakümnete suurimaid üllatusi tahkisefüüsikas, mis vallandas ülikõrge fundamentaal- ja rakendusuuringute laine. Üllatuslikult puudub kõrgtemperatuurse ülijuhtivuse mehhanismi kohta tänaseni (erinevalt nn. tavalistest ülijuhtidest) üldiselt omaks võetud selgitus, viimaste aastate tööde valguses võib oluline osa olla ka hapniku mittestöhhiomeetriaga seotud tahkise (ühismõõdutul) triipstruktuuril.

Kõrgtemperatuursete keraamiliste ülijuhtide rakenduste areng pole olnud kaugelktki nii edukas, kui algselt loodeti. Põhjusteks materjali töötlemisraskused (mitteplastne habras keraamika) ja suhteliselt väike kriitiline voolutihedus (voolutihedus, mille ületamisel ülijuhtivus kaob magnetvälja kriitilise väärtuse ületamise tõttu) võrreldes “harilike” ülijuhtidega. Vastavad kommertsiaalproduktide arv on seetõttu jäänud küllaltki väikeseks (nt. firma American Superconductor ülijuhtiv kaabel [13.12.03], mis talub sama ristlõikega vaskkaabliga võrreldes 140 korda suuremat voolutugevust). 

Meissneri efekt

Nõrgas magnetväljas tõrjub ülijuht endast magnetvälja. Ülijuhi pinnakihis tekivad magnetväljas elektrivoolud. Nende voolude magnetväli kompenseerib väliselt rakendatud magnetvälja ülijuhi seesmuses. See efekt ei vaibu ajas ja juhtivust võib pidada lõpmatult kestvaks.

Meissneri efektil rajaneb üks ülijuhtivuse efektsemaid demonstratsioone: kui jahutada ülijuht nulltakistuseni, jääb ülijuhi kohale asetatud väike magnet õhku hõljuma (levitatsioon). Põhjuseks on ülijuhi ja püsimagneti väljade vastastikune tõukemõju.

Maglevi rong

2003. aastal, pärast aastakümneid arendustööd, jõuti rongiliikluses uuele tasemele – magnetvälja “padjal” liikuva kiirrongini.Tegelikkuses avati esimene 600-meetrine Maglev-liin 1984. aastal, kuid see suleti 1995. aastal tehniliste probleemide tõttu. Maglev, magnetiline levitatsioon, iseloomustab rongi liikumispõhimõtet. Maglev-rongid ei veere mööda rööpaid nagu traditsioonilised rongid, vaid hõljuvad. Tänasel hetkel on maailmas ainult üks töötav kommertslik Maglev-liin ja see asub Shanghais. Trass on 30 km pikk ja selle läbib rong vähem kui kaheksa minutiga ehk keskmiselt 501 km/h,

(absoluutne maailma tippmark on 581 km/h, mis mõõdeti Jaapanis). 

Maglev-rongidest võiksid tulevikus saada konkurendid lennufirmadele, eriti Euroopas. Siiski, ülimoodsad ja kiired Maglevid on väga kallid. Näiteks läks Shanghai 30-kilomeetrine trass maksma 9,9 miljardit jüaani (ligikaudu 17 miljardit Eesti krooni)