超伝導

超伝導とは

超伝導（ちょうでんどう、superconductivity）とは、ある一定の温度以下で、ある種の物質が電気抵抗を示さなくなる現象のことです。

すなわち、電流を通すと、物質の内部でエネルギーが散逸せずに流れ続けるため、エネルギー効率が非常に高くなります。

超伝導は、低温物理学の分野で研究されており、多くの超伝導物質が発見されています。

超伝導物質は、通常、金属や合金、セラミックス、有機化合物などで構成されています。

超伝導は、1911年にオランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オネスが発見しました。

当初は、超伝導現象は極低温下でしか起こらないと考えられていましたが、1960年代以降、新しい種類の超伝導物質が発見され、より高温下でも超伝導が起こることが明らかになりました。

超伝導物質には、超伝導状態を示す臨界温度（Tc）と呼ばれる特定の温度があります。

Tcよりも高い温度では、物質は通常の導体として振る舞いますが、Tc以下になると、物質は超伝導状態に移行し、電気抵抗が完全になくなります。

超伝導は、医療、通信、エネルギー伝送、高速コンピューターなど、様々な分野で応用されています。

特に、高速鉄道やMRI検査機などの技術には、超伝導物質の使用が欠かせません。

磁石を浮かる原理は？

磁石を浮かせている現象は、磁気浮上と呼ばれ、磁気力を利用して物体を浮遊させる技術です。

一般的に、この現象は永久磁石と超伝導体を使用して実現されます。

超伝導体は、一定の温度以下に冷却されると、電気抵抗がゼロになり、磁束を閉じ込めることができる特性があります。

永久磁石を超伝導体の上に置くと、磁場が生じ、超伝導体内に誘導電流が発生します。

この誘導電流は、磁場と反対方向に磁場を発生させることで、超伝導体に磁場を閉じ込めます。

このため、永久磁石が超伝導体から離れようとすると、超伝導体が反磁場を発生させ、磁気力によって永久磁石を浮かせることができます。

この原理を利用して、磁気浮上技術が開発され、高速鉄道や磁気浮上式リニアモーターカーなどに応用されています。

また、超伝導体の磁気浮上現象は、将来的には浮遊式の高速リニアモーターや高速エレベーターなどにも応用されることが期待されています。