學者揪出超導體漏洞,可爆升馬達扭力 3.2 倍,大幅改寫機械效率!

休士頓大學的物理學家發現,現代廣泛使用的超導體理論有漏洞,而利用這個例外,可以讓所有電磁應用,在同樣的情形下的表現得到等比級數的成長,拿馬達為例,同樣尺寸的馬達,將能產生 3.2 倍的扭力。這項發現可望大量提升各產業的生產效率。
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休士頓大學的物理學家發現,現代廣泛使用的超導體理論有瑕疵,而利用他們發現的方法,可以讓所有電磁應用,在同樣的情形下的表現得到平方倍的成長。拿馬達為例,同樣尺寸的馬達,將能產生 3.2 倍的扭力。這項發現可望大量提升各產業機械的生產效率。

超導體的特性是零電阻,應用上在電流通過時幾乎不會耗損能量。超導體還能抓住磁場,產生類似磁鐵一樣的反應,這時候我們可以稱它為「捕獲 場磁鐵」(trapped field magnet, TFM)。

我們今日的超導體應用,大多是基於 1962 年奇異電子的科學家 C.P. Bean 提出的「Bean 模型」,又稱為「臨界狀態模型」(Critical State Model)對超導體的解釋。休士頓大學的研究人員近期發現,實驗結果和臨界狀態模型有「顯著的偏差」,並發表在《應用物理期刊》上。

根據  American Institute of Physics ,馬達、發電機,以及常用於微波爐的 磁控管 等,都是 TFM 應用的領域。這些裝置的表現隨磁鐵的磁力成平方比增加,比如磁力變成 25 倍就能讓成效升至 625 倍。科學家也提到,目前超導體最大的限制就是很難將它維持在限定的低溫,而 Bean 模型則詳細描述了外部電場進入超導體的方式。

不過 Bean 模型的理論並沒有完全被證實,而且原本的理論最大只能產生 3.75 特斯拉的磁場。而研究人員進一步探索理論時,發現在特定條件下,磁場會突然增強,而非像理論一樣緩慢上升。研究人員表示,利用他們的方法,最強可以產生 12 特斯拉的磁場。

這個研究尚在早期階段,目前僅能在實務上重現這個現象,接下來還需要進一步研究背後的原理。不過科學家確信未來 X 光機可以用 300 美元的 TFM 取代 10 萬美元的低溫超導體、可以製造更有效率的礦石分離機、不會耗損的無接觸磁力齒輪、產能提升 50 倍的血液離心機,甚至是太空船的自動連接裝置等等。

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