Магнит за три тысячелетия - [40]

жидким гелием, окруженная концентрическим экраном, находящимся при температуре

жидкого азота и помещенным, в свою очередь, во внешний кожух, имеющий обычную

температуру. На внутренней поверхности гелиевой трубы нанесена пленка

сверхпроводника, она и является токопроводом такой линии электропередачи.

Первые эксперименты в области создания крупных криогенных систем приносят

обнадеживающие результаты. Можно быть уверенным в том, что уже в скором времени

мы станем свидетелями новых поразительных успехов в этой области.

Успешно решена и задача создания сверхпроводящего магнита, магнитное поле

которого существует при комнатной температуре. Одним из замечательных достижений

на этом пути можно считать разработку и постройку сотрудниками Научно-

исследовательского института электрофизической аппаратуры имени Д.В.Ефремова,

Института атомной энергии имени И.В.Курчатова и Физического института АН СССР

имени П.Н.Лебедева "гибридного" магнита, в котором сверхпроводящий соленоид с

полем при комнатной температуре добавляет свое поле к полю биттеровского медного

водоохлаждаемого соленоида на 15 Тл — суммарное поле составляет 25 Тл.

На Международном симпозиуме по сильным магнитным полям в Осаке, проводившемся в

1982 г., группа американских исследователей (Л.Рубин с сотрудниками) сообщила,

что им удалось построить гибридный электромагнит на 30 Тл.

Победа над деградацией и решение технической задачи охлаждения сверхпроводников

до сверхнизких температур позволили ученым создать уникальные сверхпроводящие

магнитные системы для исследования плазмы, магнитогидродинамических (МГД)

установок, пузырьковых камер. В качестве примера упомянем построенный в США

сверхпроводящий магнит, который может создавать магнитное поле 4 Тл в

цилиндрическом объеме диаметром 20 см и длиной около 1,5 м. В сеерхпроводящем

магните для пузырьковой камеры достигнуто поле 7 Тл в объеме диаметром 18 см.

Созданы сверхпроводящие магнитные системы с магнитным полем около 3 Тл и рабочим

объемом диаметром до 5 м.

При покорении холодного мира сверхпроводников ученым пришлось заново решать

множество проблем, считавшихся решенными. Например, какой источник тока годится,

чтобы питать сверхпроводящее устройство? Если речь идет о сравнительно небольших

токах, то в принципе годятся привычные батареи, генераторы или аккумуляторы.

Однако ток, который можно пропустить по сверхпроводнику сечением 1 мм2,

составляет 1000 А, что более чем в 100 раз больше тока, пропускаемого через

медный проводник такого же сечения. Это колоссальное преимущество

сверхпроводников обернулось для инженеров новой трудностью. Ведь этот ток нужно

получить от генератора, работающего при комнатной температуре, а уж потом по

проводам передать в криостат с жидким гелием, где помещается сверхпроводящий

магнит. Сечение проводов, по которым передается ток (а они несверхпроводящие),

должно быть по крайне мере в 100 раз больше сечения сверхпроводника. По такому

большому сечению, как через широко раскрытые ворота, тепло из комнаты (в полном

соответствии с законом Фурье) лавиной устремится в криостат, гелий мгновенно

выкипит, а сверхпроводимость исчезнет.

Вот почему перед конструкторами встала задача создать такие устройства, которые

генерировали бы большие токи не вне криостата, а внутри него. Это удалось

сделать, использовав особые свойства сверхпроводников, например их диамагнетизм.

Именно диамагнетизмом объясняется показываемый иногда в физических лабораториях

опыт с "парящим магнитом". Описания парящего магнита не сходят со страниц книг,

посвященных физике низких температур. Впрочем, не только этих…

"…Я немного прошелся между скалами, небо было совершенно ясно, и солнце жгло

так сильно, что я принужден был отвернуться от него. Вдруг стало темно, но

совсем не так, как от облака, когда оно закрывает Солнце. Я оглянулся назад и

увидел в воздухе большое непрозрачное тело, заслонявшее солнце и двигавшееся по

направлению к острову… По мере приближения ко мне этого тела оно стало мне

казаться твердым; основание же его было плоско, гладко и сверкало ярко, отражая

освещенную солнцем поверхность моря…"

То, что увидел Лемюэль Гулливер, "сначала хирург, а потом капитан нескольких

кораблей", было летающим островом. В его толще на алмазных опорах был установлен

магнит, который, отталкиваясь от некоей субстанции находящейся в толще Земли,

создавал подъемную силу!

Вряд ли Свифт предполагал, что через двести лет московский физик В.К.Аркадьев

воплотит эту "безумную" идею почти в том же виде, хотя и в несколько ином

масштабе. В его опыте небольшой магнит висел без какой-либо поддержки над

свинцовой пластинкой. Эксперимент этот, называемый тогда "гроб магомета" (по

преданию, гроб с телом пророка Магомета висел в пространстве без всяких опор),

был проведен при температуре, весьма близкой к абсолютному нулю, когда свинец

становится сверхпроводником. Модификацию опыта Аркадьева реализовал по

предложению В.И.Ожогина в Институте атомной энергии имени И.В.Курчатова молодой

ученый А.В.Инюшкин. "Теплый" магнит висит над сверхпроводящим кругом из свинца,

спрятанным в сосуд Дьюара из нержавеющей стали. Для нас в этих опытах особенно