超导状态下的量子锁定

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超导体中的磁通量量子化现象

超导体中的磁通量量子化现象

超导体中的磁通量量子化现象超导体是一种在极低温下具有零电阻的材料,它引起了科学界的广泛关注。

在超导体中,有一个非常有趣的现象被观察到,那就是磁通量量子化。

在超导体中,当电流通过时,会产生一个环绕该电流的磁场。

这个磁场会影响超导体内部的电子运动。

通常情况下,磁场对电子的影响是连续的,但是在超导体中,观察到的磁场的影响是以量子化的方式出现的。

磁通量量子化是指磁场中的磁通量只能取某些特定值的现象。

这些特定值是普朗克常量的整数倍。

具体来说,磁通量量子化可以表示为Φ = nΦ_0,其中Φ是磁通量,n是整数,而Φ_0是普朗克常量的两倍除以电子电荷。

普朗克常量是量子力学中一个重要的物理常数,它描述了光子的行为。

为了解释磁通量量子化现象,科学家提出了量子化磁通量的基本模型。

该模型称为Ginzburg-Landau理论。

根据Ginzburg-Landau理论,超导体中的电子形成了一种称为Cooper对的配对状态。

Cooper对是由两个相互作用的电子组成的,它们的自旋和动量相互补偿,从而导致了零电阻的现象。

Cooper对的形成和磁通量量子化之间存在着密切的关系。

当超导体中的电流流过时,Cooper对会感受到磁场的影响。

磁场会破坏Cooper对的配对状态,从而导致了超导体的电阻上升。

但是,当磁通量量子化时,磁场无法完全破坏Cooper对的配对状态。

这是因为磁通量的量子化使得磁场在一个周期内变化时,Cooper对的配对状态可以保持不变。

换句话说,磁通量量子化实际上保护了超导体中的电子配对。

磁通量量子化的发现对科学界产生了重要的影响。

首先,它证实了Ginzburg-Landau理论的正确性,进一步验证了超导体的存在。

其次,磁通量量子化为超导体的应用提供了可能性。

由于超导体的零电阻特性,它在电力输送和磁共振成像等领域具有广泛的应用前景。

而磁通量量子化的现象使超导体在这些应用中更加稳定可靠。

实际上,磁通量量子化的研究还引发了对其他量子化现象的兴趣。

超导体的量子霍尔效应

超导体的量子霍尔效应

超导体的量子霍尔效应在物理学的领域中,超导效应和量子霍尔效应是两个被广泛研究的课题,二者的结合也成为了一个热点研究领域。

超导材料自被发现以来,一直都是物理学中的炙手可热的话题,其表现出来的一系列奇特效应也是人们不断探索、研究的课题。

而量子霍尔效应,是指当电子在某些二维体系中运动时,在磁场的影响下,它们的行为像是被限制在“沟槽”的两侧,呈现出与标准电阻完全不同的性质。

在这里,我们将介绍关于超导体的量子霍尔效应的研究成果及相关的重要性。

量子霍尔效应的发现和基本原理量子霍尔效应是凝聚态物理学中一项十分重要的发现,由德国物理学家 K. von Klitzing 等人在1980年首次发现,并因此获得了2005年诺贝尔物理学奖。

这一现象指出了电子在一定条件下会在二维材料中按照某种规律排列,呈现出类似于经典霍尔效应的行为,而这种霍尔效应是量子化的。

量子霍尔效应的具体表现是,当一定数目的电子在处于一定强度磁场和恰当的温度条件下,它们的行为会呈现为在材料中的电流仅仅流动在材料的边缘,而非材料的内部,且这种电流的流向仅与材料的边缘方向有关。

在量子霍尔效应被发现之后,学者们逐渐发现了一些非常有趣的现象,比如“一半的导电”的特性:在一些材料内部,任何两个广义的电阻值Rx、Ry只会相差一个整数的因子,而这时候,电阻的单位会减半且相对易于测量。

这种有趣的效应也为物理学的更深一步发展打开了一个新的大门。

超导体的量子霍尔效应的发现超导体是一种具有零电阻的物质体,在超导状态下,它的电子将不再受到阻碍,电流会在其中自由流动,并且,超导态下会出现磁通量的限制现象。

在过去,科学家们不断在探索和研究,试图掌握超导材料的特性和奇异现象,直到1984年,由 Davies,Haldane 和 Zhang 等输运理论学家联手提出了关于二维电子在超导体中产生霍尔效应的理论,这一领域才真正起步。

研究表明,当超导体被置于拓扑绝缘体上,就会发生量子霍尔效应,并且它们的磁通量依旧与拓扑绝缘体相连接,即我们可以利用量子霍尔效应来检测超导体的磁通量,了解到其中的限制现象。

低温超导量子锁定现象

低温超导量子锁定现象

低温超导量子锁定现象一、低温环境低温超导量子锁定现象是在极低的温度下观察到的现象,通常需要达到接近绝对零度的温度。

在这种低温环境下,物质的行为会受到量子力学效应的影响,表现出一些独特的性质。

二、超导态超导态是物质在低温下的一种特殊状态,此时物质内部电阻为零,电流可以在没有损失的情况下持续流动。

在超导态中,电子会形成所谓的“库珀对”,这是一种通过电磁相互作用结合起来的电子对。

这些库珀对可以在低温下形成一个“凝聚体”,形成一个宏观的量子态。

三、量子力学效应在低温超导量子锁定现象中,起重要作用的是量子力学效应。

例如,量子干涉、量子涨落等现象会影响超导体的行为。

这些效应在宏观尺度上表现为一些特殊的物理现象,如磁通量量子化、相位相干长度等。

四、锁定现象低温超导量子锁定现象中最为引人注目的是锁定现象。

当超导体处于一定的磁场和温度条件下时,它的磁通量会被“锁定”在一个特定的量子态上。

这种锁定现象可以通过测量超导体的磁通量响应来观测到。

在锁定状态下,磁通量的变化受到限制,只能以量子化的方式增加或减少。

这种量子化磁通量响应是低温超导量子锁定现象的一个重要特征。

五、磁通量量子化在低温超导量子锁定现象中,磁通量表现出量子化的特征。

这意味着磁通量只能以特定的单位增加或减少,这个单位称为磁通量量子。

这种磁通量量子化的现象是由于超导体中的电子配对和相位相干效应引起的。

通过实验测量可以观测到这种磁通量量子化的现象,从而验证低温超导量子锁定现象的存在。

六、相位相干长度在低温超导量子锁定现象中,相位相干长度是一个重要的概念。

它描述了超导体中库珀对相位变化的相干范围。

相位相干长度通常受到温度和磁场的影响,当温度或磁场发生变化时,相位相干长度也会发生变化。

通过实验测量可以观测到相位相干长度的变化,从而进一步理解低温超导量子锁定现象的物理机制。

总结:低温超导量子锁定现象是一种在极低温度下观察到的特殊物理现象,涉及到低温环境、超导态、量子力学效应以及磁通量量子化、相位相干长度等概念。

超导体:磁场的完美屏蔽者

超导体:磁场的完美屏蔽者

超导体:磁场的完美屏蔽者超导体是一种特殊的材料,具有独特的电导性能。

它在低温下可以表现出零电阻和完全磁场屏蔽的特性,因此被广泛应用于电磁学和工程领域。

本文将从物理定律出发,详细解读超导体的工作原理和实验准备、过程,以及其在实践中的应用和其他专业性角度的讨论。

首先,我们需要了解超导体的物理定律,主要包括以下几个方面:超导效应、磁通量量子化和Meissner效应。

超导效应是指在超导态下,材料的电阻为零,电流可以自由地在其中流动。

这一现象是由物理学家海森堡和格芬在1911年分别提出的独立观点。

他们认为,当材料的温度降低到某个临界值以下,电子与晶格之间的相互作用将导致电子配对,通过库珀对将能量散射到晶格中,从而形成零电阻的电流。

磁通量量子化是指在超导体内部存在一个最小的磁通量单位,称为磁通量子。

这是由量子力学原理和磁通守恒定律推导得到的。

根据研究发现,磁通量子的值约为2.07×10^-15 Wb。

超导体在零电阻状态下可以完全屏蔽外部磁场,只允许通过整数倍的磁通量子。

Meissner效应是指在超导体处于超导态时,它对外部磁场的反应。

当超导体受到外部磁场的影响时,它会自动生成一个以外磁场的方向相反的磁场,从而将外磁场完全屏蔽在材料内部。

这一效应的发现由Meissner和Ochsenfeld在1933年首次报道。

根据以上物理定律,我们可以设计一系列实验来研究超导体的性质和应用。

下面是一个具体的实验流程:实验准备:1. 准备超导体样品,并将其冷却到超导态所需的低温。

常见的冷却剂包括液氮和液氦。

2. 准备磁场源和传感器等测量工具。

3. 建立一套可控制和测量电流的设备。

实验过程:1. 将超导体样品放置在零磁场环境中,确保其处于超导态。

2. 施加一个外部磁场,并使用磁场传感器测量其在超导体内部和外部的分布情况。

3. 观察超导体的反应,特别是Meissner效应的表现,即磁场被完全屏蔽在超导体内部,从而使传感器测量到的磁场值为零。

超导材料和超导性的基本特性

超导材料和超导性的基本特性

超导材料和超导性的基本特性超导材料是指在极低温下电阻为零的材料。

这种材料表现出了超导性,这是一种令人着迷的物理现象。

本文将介绍超导材料的基本特性,包括超导的温度和超导电流等方面。

1. 超导材料的分类超导材料可以分为两类:经典型超导材料和高温超导材料。

经典型超导材料是指在非常低的温度下,接近绝对零度时才表现出超导性。

高温超导材料则在相对较高的温度下即可实现超导。

2. 超导材料的超导临界温度超导材料的超导临界温度指的是材料开始表现超导性的温度。

经典型超导材料的超导临界温度都非常低,一般在几个开尔文以下。

而高温超导材料的超导临界温度则较高,可以达到数十开尔文甚至更高。

3. 超导材料的零电阻特性超导材料在超导状态下具有零电阻特性,即在电流通过时没有能量损耗。

这使得超导材料在电力输送和电子器件方面有着重要的应用。

零电阻特性可以提高能源的传输效率,并降低电路的功耗。

4. 超导材料的磁场排斥效应超导材料表现出磁场排斥效应,也称为迈斯纳效应。

当超导材料处于超导状态时,它会排斥外部磁场的进入,使得外部磁场被完全抗拒。

这种排斥效应使得超导材料在磁悬浮和磁共振等领域有着广泛的应用。

5. 超导材料的超导电流效应超导材料在超导状态下可以承载非常大的电流,且没有能量损耗。

这种超导电流效应被称为迈斯纳效应。

通过利用超导材料的迈斯纳效应,可以实现超导体电磁铁、超导磁能储存等高性能设备。

6. 超导材料的磁通量量子化超导材料在超导状态下具有磁通量量子化现象。

磁通量量子化是指超导材料对外部磁场的响应是以量子的方式进行的,磁场的变化是以离散的单位进行的。

这种量子化现象是超导材料的独特属性,被广泛用于量子计量领域。

7. 超导材料的应用超导材料的零电阻和磁场排斥效应使得其在电力输送、能源储存和磁共振成像等领域有着广泛的应用。

超导材料也在研究中用于制备超导量子比特,被视为量子计算的重要组成部分。

总结:超导材料是一种在极低温下表现出零电阻的材料,具有磁场排斥效应和超导电流效应。

超导的量子原理

超导的量子原理

超导的量子原理超导是一种特殊的电性材料,具有零电阻和完全抗磁性的特性。

它的量子原理可以从宏观的电阻和磁通量量子化两个方面来解释。

在电性方面,超导材料在低温下会出现超导态,其电阻为零。

这是由于超导材料中的电子以库伯对形式耦合成对,形成了一种称为Cooper对的复合粒子。

Cooper对是由两个电子通过晶格中的声子相互吸引而形成的,它们通过同时占据一个能态来耦合。

在超导材料中,存在一个称为超导能隙的能级间隙,当体系的温度低于超导临界温度时,该能级间隙会打开,电子只能在两个能态之间跃迁,从而形成了超导态,电阻消失。

超导材料的电阻零这一现象可以通过BCS理论来解释。

BCS理论是由约翰·巴丁与利奥纳德·库珀以及约翰·罗伯特·施里弗共同提出的。

该理论认为,超导电性是由于电子在超导材料中形成了库珀对,并通过与晶格振动相互作用消耗能量的过程中达到热平衡。

在超导材料中,库珀对的形成是非常重要的,它们通过交换声子来相互吸引并结合在一起。

库珀对的形成对于超导性的产生至关重要,因为在库珀对存在时,电子将不再与材料中的离子相散射,减少了电阻现象的发生。

另一方面,超导现象还与磁通量的量子化有关。

在超导材料中,磁感应强度在材料内部是完全抗磁性的,称为迈斯纳效应。

这意味着超导材料内部的磁场是稳定的,不存在磁场的渗透。

当外部磁场施加在超导材料上时,它会导致磁通量的进入,但这些磁通量在材料中会形成细小的环流,称为磁通量量子。

磁通量量子化是由于磁通量在超导材料内部的禁闭性。

当磁通量量子的整数倍通过超导环时,磁通量会被完全排斥,导致磁感应强度为零。

这是由于磁通量在环路内部的闭合性要求,在整数倍时电子在闭合的环路上会形成稳定的能态,并排斥外部磁场。

这种磁通量量子化现象是超导材料的一个独特特性,也是与其他常规导体有所不同的现象。

超导的量子原理是通过研究超导材料的电阻和磁通量两个方面来解释的。

在电性方面,超导材料中的库珀对形成导致电子运动无阻碍,电阻降为零。

超导状态下的量子锁定

超导状态下的量子锁定

题目:超导状态下的量子锁定刘心岩摘要:超导现象从发现至今已有100多年的历程。

从超导现象与量子力学结合在一起之后,人们不在仅仅注重现象,而是研究超导现象的本质和原因。

BCS理论,迈纳斯效应,量子力学使人们超导现象有了质的飞跃。

不断刷新着临界温度。

并因此发现许多新的现象。

关键词:超导现象量子力学抗磁性新兴技术正文:1 911年荷兰物理学家卡姆林·奥尼斯发现水银温度在4K附近其电阻完全消失,几十年间科学家不断发现多种元素或合金在特定的温度下电阻突变为0的现象,称为超导现象。

然而。

超导现象包含两个方面,通常我们熟知的是零电阻,然而电磁现象的相互联系暗示我们,超导体一定有着特殊的磁效应。

将一小块超导体冷却至临界温度,置于磁铁之上,发现超导体悬浮在磁铁之上,并且随着磁铁的移动甚至翻转而移动,就像是被锁定在磁铁上一样,我们把这种现象称为量子悬浮或者量子锁定。

即所谓的迈斯纳效应。

每一个物理现象都让我们不禁追问背后的原因。

这是怎样特殊的磁效应。

量子力学作出回答,超导体在临界温度下表现出完全的抗磁性。

超导体一旦进入超导状态,体内的磁通量将全部被排出体外,磁感应强度恒为零,且不论对导体是先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,只要进入超导状态,超导体就把全部磁通量排出体外。

外加磁场无法进入或(严格说是)大范围地存在于超导体内部,这是超导体的另一个基本特性。

通过自发的环形电流排斥穿过导体内部的磁感线。

当把超导体放进磁场中时,由于电感应作用,在超导体表面形成感应电流I(永久电流),在超导体内部,感应电流I激发的磁场和外磁场等值反向,相互抵消。

后来人们还做过这样一个实验,在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小磁性很强的永久磁铁,然后把温度降低,使锡出现超导性。

这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,飘然升起,与锡盘保持一定距离后,便悬空不动了。

这是由于超导体的完全抗磁性,使小磁铁的磁力线无法穿透超导体,磁场发生畸变,便产生了一个向上的浮力。

量子锁定效应

量子锁定效应

量子锁定效应量子锁定效应(Quantum Locking Effect)是一种神奇而令人着迷的现象,它展示了量子力学的奇妙特性。

在这个效应中,磁场能够将超导体悬浮在空中,使其看起来像是被锁定在一个固定的位置上。

这种效应不仅令科学家着迷,也给我们带来了对于科技发展的无限遐想。

我们需要了解一些基础概念。

超导体是一种在低温下能够完全消除电阻的材料。

当超导体被磁场穿过时,它会形成一个磁场排斥的效应,使得磁场被"锁定"在超导体内部。

这种效应被称为迈森效应(Meissner Effect)。

而量子锁定效应则是在迈森效应的基础上进一步发展而来的。

量子锁定效应的原理可以用以下方式来解释:当一个超导体被放置在一个强磁场中时,磁场会通过超导体形成一个磁通量。

这个磁通量会使得超导体内部形成一种电流,这种电流会与外部磁场产生反作用力。

当外部磁场足够强大时,这种反作用力会抵消超导体内部的磁通量,使得超导体内部的电流变得稳定,进而使得超导体悬浮在空中。

这种悬浮状态看起来就像是超导体被锁定在空间中的某个位置上,因此被称为量子锁定效应。

量子锁定效应的应用潜力巨大。

首先,它可以用于磁悬浮列车,使列车在轨道上悬浮运行,减少与轨道的摩擦,提高运行速度和效率。

其次,量子锁定效应还可以用于磁悬浮风力发电机。

传统的风力发电机需要通过机械传动将风能转化为电能,而使用磁悬浮技术可以直接将风能转化为电能,提高发电效率。

此外,量子锁定效应还可以应用于磁共振成像技术,提高成像的清晰度和精度。

除了应用潜力,量子锁定效应还引发了科学家对于基础物理学的深入研究。

通过研究量子锁定效应,科学家可以更好地理解超导体的特性,探索量子力学的奥秘。

这些研究不仅有助于推动科学的发展,也为未来的科技创新提供了新的方向和可能性。

然而,尽管量子锁定效应具有巨大的潜力和应用前景,但目前仍存在一些挑战和限制。

首先,量子锁定效应需要在极低的温度下才能实现,这限制了其在实际应用中的适用范围。

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题目:超导状态下的量子锁定刘心岩摘要:超导现象从发现至今已有100多年的历程。

从超导现象与量子力学结合在一起之后,人们不在仅仅注重现象,而是研究超导现象的本质和原因。

BCS理论,迈纳斯效应,量子力学使人们超导现象有了质的飞跃。

不断刷新着临界温度。

并因此发现许多新的现象。

关键词:超导现象量子力学抗磁性新兴技术正文:1 911年荷兰物理学家卡姆林·奥尼斯发现水银温度在4K附近其电阻完全消失,几十年间科学家不断发现多种元素或合金在特定的温度下电阻突变为0的现象,称为超导现象。

然而。

超导现象包含两个方面,通常我们熟知的是零电阻,然而电磁现象的相互联系暗示我们,超导体一定有着特殊的磁效应。

将一小块超导体冷却至临界温度,置于磁铁之上,发现超导体悬浮在磁铁之上,并且随着磁铁的移动甚至翻转而移动,就像是被锁定在磁铁上一样,我们把这种现象称为量子悬浮或者量子锁定。

即所谓的迈斯纳效应。

每一个物理现象都让我们不禁追问背后的原因。

这是怎样特殊的磁效应。

量子力学作出回答,超导体在临界温度下表现出完全的抗磁性。

超导体一旦进入超导状态,体内的磁通量将全部被排出体外,磁感应强度恒为零,且不论对导体是先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,只要进入超导状态,超导体就把全部磁通量排出体外。

外加磁场无法进入或(严格说是)大范围地存在于超导体内部,这是超导体的另一个基本特性。

通过自发的环形电流排斥穿过导体内部的磁感线。

当把超导体放进磁场中时,由于电感应作用,在超导体表面形成感应电流I(永久电流),在超导体内部,感应电流I激发的磁场和外磁场等值反向,相互抵消。

后来人们还做过这样一个实验,在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小磁性很强的永久磁铁,然后把温度降低,使锡出现超导性。

这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,飘然升起,与锡盘保持一定距离后,便悬空不动了。

这是由于超导体的完全抗磁性,使小磁铁的磁力线无法穿透超导体,磁场发生畸变,便产生了一个向上的浮力。

然而状况并非总是这么完美,对于某些超导体,存在两个临界温度,记为H1和H2。

即二型超导体,已发现的超导元素中,只有钒、铌和钽属于第二类,其他元素均属第一类。

然而大多数超导合金和化合物则属于第二类:它们的区分在于:第一类超导体的京茨堡-朗道参量,超导-正常相的界面能为正;而第二类超导体,界面能为负。

单一抗磁性原理并不能解释量子锁定,因为抗磁性只能是超导体悬浮起来,不能造成锁定的效果。

事实上,能够产生量子锁定现象的都是第二类超导体。

对于第二类超导体,在H1与H2之间,会有部分磁感线从超导体中穿过。

由于体内存在晶体缺陷而呈现不可逆的特性。

当外磁场从零开始增大但小于H c1时,超导体处于迈斯纳态。

当H>H c1时,磁场以磁通线的形式穿透体内。

但缺陷的存在对磁通线的穿透造成阻力,因此超过H c1时,磁化强度继续增大。

当H>H p时, 则随磁场的增大而它减小。

直至H c2时,磁化强度才等于零。

当磁场从高于H c2下降时,缺陷同样阻碍磁通排出,故磁化曲线上出现磁滞现象,以致零磁场时有剩余磁矩,称为俘获磁通。

晶阵缺陷的存在,阻碍着磁通线的运动。

因此,可以把它们看作是一些对磁通线运动产生钉扎作用的钉扎体,也称为磁通钉扎中心。

钉扎作用的强弱以钉扎力F p的大小来表示。

当温度高于绝对零度时,由于热激活的存在,磁通线总是有一定的几率从一个钉扎中心迁移到另一个钉扎中心,这种磁通线发生跳跃式的无规运动叫做磁通蠕动。

然而,超导体不“喜欢”这样的磁通蠕动,因为这样的移动会消耗能量,会破坏超导体的状态,于是超导体将这些穿越其中的磁感线锁定了,将这些磁通量子锁定在原地,于是自己也就被锁定在原地了。

量子锁定与量子悬浮或者磁力悬浮反重力悬浮之间的区别就在于量子锁定是真正意义上的锁定。

不需要方向性的限制。

任何方向取向都满足锁定的条件。

而且锁定之后的牢固程度也是悬浮无法达到的。

锁定强度大概可以维持自身7万倍的离。

直观的描述这种力,半径5cm,厚3mm的高温超导材料:yttrium barium copper oxide(YBa2Cu3O7-x)。

它的相变温度在 -185.15℃左右,可以承受的压力足以支撑起一辆小型汽车。

量子悬浮使得超导体的应用摆脱原来的斥力作用,上升到悬浮的新层面。

现在的磁悬浮列车,都是借助超导线圈在磁场中收到的排斥力完成悬浮,而通过量子悬浮锁定,不但可达到原有的列车在磁性轨道上方悬浮的要求,甚至可以悬浮在磁性轨道下方。

而且这种悬浮相比于原有的悬浮,对于轨道的平整度低了许多。

原有的磁悬浮列车,悬浮高度只有10mm,于是轨道就要求非常的平整,而在实验室中较低的磁场强度下很小尺寸的超导体都可以达到40mm的悬浮,这就大大降低了铺设轨道的成本以及工艺难度。

这对于交通工具都是一个里程碑式的突破。

除了交通工具以外,量子悬浮锁定还可以被用来制造超导轴承,用磁性物质制作轴承的外圈,用超导体制作轴承中间的转子,这样转子在轴对称的磁场中就会锁定在中心,与外圈没有摩擦,从而将损耗降到最低。

这一切的应用设想都建立在高温超导甚至常温超导的普及,虽然这个普及还离今天非常的遥远,但是有理由相信量子悬浮锁定在未来具有不可估量的发展潜力。

参考文献:Chaotic movement of vortices in superconductors of high-Tc superconducting maglev system at a high speed超导加盟未来战争-国防-2002年第8期(2)超导转子旋转驱动装置的设计-光学精密工程-2010年第1期(6)三维介观超导环涡旋态的研究-低温与超导Title :Superconducting quantum state of the locklxyAbstract: the history of superconductivity from discovery has been more than 100 years. From the phenomenon of superconductivity and quantum mechanics together, people don't just focus on the nature and causes of the phenomenon, but the phenomenon of superconductivity. The BCS theory, the Manas effect, quantum mechanics makes people superconductivity has been a qualitative leap. Constantly updated withthe critical temperature. And therefore found many new phenomena.Keywords: superconducting quantum mechanical phenomena of anti magnetic emerging technologyIn 1911 the Holland physicist Camlin Onis found that the mercury temperature completely lost their resistance in the vicinity of 4K, decades scientists continue to discover multipleelement or alloy at a specific temperature resistance mutation of 0 phenomenon, called superconducting phenomenon. However. Superconducting phenomenon includes two aspects, usually known as the zero resistance, however related electromagnetic phenomena that we, superconductors have a magnetic effect of special.A small piece of superconductor is cooled to a critical temperature, above a magnet, found superconductor suspended in the magnet, and moving with the magnet moving even flip, is locked in the magnet, we call this phenomenon called quantum levitation or quantum locking. The so-called Meisner effect.Cause every physical phenomena are so that we can not help but ask behind. This is how the special magnetic effect. Quantum mechanics respond, superconductors exhibit diamagnetic completely at the critical temperature. Superconductor once in the superconducting state, the magnetic flux in vivo will all be excreted, magnetic induction intensity constant is zero, regardless of theconductor is first cooled magnetic field or magnetic field, after cooling, as long as access to the superconducting state, superconductor to put all the magnetic flux from in vitro. The magnetic field cannot enter or (literally) widely exists in superconductors, which is another basic properties of superconductor. Through the ring current spontaneous rejection through the internal conductor of magnetic induction line. When the superconductor in a magnetic field, because of the action of the electric induction, the superconductor surface induced current I (permanent current), in superconductors, induction current I excitation magnetic field and external magnetic field is equal and opposite, cancel each other out. Later, people also made such an experiment, in a shallow tin plate, placed in a small permanent magnet magnetic strong, then the temperature is lowered, the tin appeared superconductivity. Then you can see, the small magnet unexpectedly left tin plate surface, floating in the air to rise, to maintain a certain distance with the tin pan, then hanging motionless. This is because the perfect diamagnetism of superconductor, which cannot penetrate the superconductor magnet magnetic field lines, magnetic field distortion, will produce an upward buoyancy.But the situation is not always so perfect, for some superconductors, there are two critical temperature, denoted as H1 and H2. The two type of superconductor, superconducting elements have been discovered, only vanadium, niobium and tantalum belong to the second class, the other elements are first class. However, most of the superconducting alloys and compounds belong to the second class: the difference between them is that: the first type superconductor Ginzburg Landau parameter, superconducting normal phase interface for it; and the second superconductors, interfacial energy is negative.Single anti magnetic principle does not explain quantum locking, since the anti magnetic only superconductor suspended, cannot cause locking effect. In fact, can produce quantum locking phenomenon is a superconductor of the second kind. For the second class of superconductors, between H1 and H2, will be part of magnetic induction line through the superconductors. Due to the body in crystal defect and showed characteristics of irreversible. When the external magnetic field increases but less thanHc1 from zero, the superconductor in the Meisner state. When H> Hc1 when the magnetic flux lines, in the form of penetration in vivo. But the existence of defects on the flux penetration resistance caused by, so is more than Hc1, the magnetization increases. When H> Hp, with the increase of the magnetic field while it decreases. Until Hc2, magnetization to zero. When the magnetic field from more than Hc2 decline, defects also hampering the flux expulsion, hysteresis phenomenon of the magnetization curve, so that the zero magnetic field when the remanent magnetization,called the trapped flux.Crystal lattice defects, hindering the flux motion. Therefore, they can be regarded as some of the pinning effect of the flux line pinning body movement, also known as flux pinning center. The strength of the pinning effect on pinning force Fp to express the size of. When the temperature is higher than the absolute zero, due to thermally activated flux lines exist, there is always a chance from a pinning centers migrated to another pinning centers, the flux jump random motion is called the flux creep.However, superconductors do not "love" flux creep like this, because this movement can consume energy, will destroy the superconducting state, so the superconductor will these through the magnetic induction line locked, the flux quantum locked in place, so you will be locked in place.Quantum locking and quantum levitation or magnetic levitation suspension against gravity difference lies in quantum lock is locked in the true sense of the. Don't need direction restriction. Any direction all meet the lock condition. And the firm degree after lock is suspended cannot reach. The locking strength can probably sustain itself 70000 times from the. Intuitive description of this force, the radius 5cm, high temperature superconducting material thickness of 3mm: yttrium barium copper oxide (YBa2Cu3O7-x). The phase transition temperature of -185.15 ℃ in Can withstand the pressure enough to support a small car.Quantum levitation makes application of superconductors from the repulsion of the original, rising to new levels of suspended. Maglev train now, is the repelling force received by a superconducting coil in a magnetic field by quantum complete suspension, suspension locking, can achieve the original train on suspended magnetic track above requirements, and even can be suspended in a magnetic track.And the suspension compared to the original suspension, for the formation of the track is much lower. The original of the maglev train, suspension height is only 10mm, so the orbit requires very smooth, and the superconductor magnetic field strength in the laboratory of the lower small size can be achieved 40mm suspension, which greatly reduces the cost and difficulty of track laying process. This is a milepost type breakthrough for transportation. In addition to transport, quantum suspension locking can also be used to make superconducting bearings, making the outer ring of the bearing with magnetic materials, superconductors fabricated rotor bearing in the middle, so that the rotor in the axial symmetric magnetic field will be locked in the center, no friction and the outer ring, thus the loss to a minimum. The popularity of all this application ideas are based on high temperature superconducting and normal temperature superconducting, although thispopularity is also very far from today, but there is reason to believe that quantum levitation development potential immeasurable locked in the future.Reference.Chaotic movement of vortices in superconductors of high-Tc superconducting maglev system at a high speedFuture war - defense -2002 superconducting joined eighth years period (2)The design of rotating driving device superconducting rotor -2010 optics and precision engineering first (6)Low temperature and Superconductivity Research three-dimensional mesoscopic superconducting ring vortex state。

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