CPN i Fizički fakultet napravili maketu magleva, voza koji levitira. Šta su ovi vozovi?
Pišu: Staša Bajac i Katarina Vuković
1. Šta je maglev?
Maglev je specijalna vrsta brzog voza, koji može da dostigne brzinu preko 500 km na čas. Ime je dobio spojem reči magnetna levitacija, na kom principu i funkcioniše. Prvi patent magleva razvijen je sedamdesetih godina dvadesetog veka u Americi, a ubzro su usledili i nemački i britanski primerci. Danas su i dalje retkost i u komercijalnoj upotrebi ih ima samo u nekoliko zemalja, od kojih je najveći broj u Japanu.
2. Koje vrste magleva postoje?
Jedna vrsta magleva radi po principu elektromagnetnog polja. Njegove šine su od gvožđa, a elektromagneti koji su pričvršćeni za spoljašnju stranu dna voza omogućavaju levitaciju.
Magnetna levitacija je tehnologija bazirana na magnetizmu u kojoj jedan objekat lebdi (levitira) nad drugim bez ikakve mehaničke potpore, samo uz pomoć magnetnog polja.
Drugi princip rada magleva se zasniva na upotrebi superprovodnika i magnetnih šina.
3. Šta je superprovodnik?
Superprovodnost se javlja kod izvesnih materijala na niskim temperaturama, gde dolazi do potpunog odsustva električnog otpora i gašenja unutrašnjeg magnetnog polja. Tada se događa jedan čudesan kvantni fenomen, tako da električna struja može kroz to polje da teče praktično bez otpora.
Kada se pomoću tečnog azota ohladi do temperature od oko -196 stepeni Celzijusa, superprovodnik ne dozvoljava da kroz njega prodru magnetne linije sila i na njih se oslanja. Ovo se stručno naziva Majsnerov efekat.
Istraživanja superprovodnosti su postala veoma popularna u poslednjih nekoliko decenija, a maglev je jedna od prvih praktično korišćenih tehnologija od njih.
Za konstruisanje svog magleva Centar je koristio superprovodnike napravljene od itrijum-barijum-kupron-oksida (YBa2Cu3O7)
4. Kako se voz kreće?
Na mesto u voziću gde se nalaze superprovodnici sipa se tečni azot, a da bi se vozić pokrenuo, potrebno ga je malo pogurati rukom. Tečnim azotom se materijal hladi i tada postaje superprovodan. On onda podiže voz, jer se oko njega formira neobično i veoma snažno magnetno polje, koje čini da svaki metal koji se nađe u blizini lebdi. Kada tečni azot ispari, a temperatura superprovodnika bude jednaka temperaturi u sobi, vozić se zaustavlja.
5. Da li obični magneti mogu da proizvedu ovaj efekat?
Obični magneti nisu dovoljno jaki da podupru voz. Potrebni su neodimijumski magneti (Nd), najjači magneti današnjice, koji se koriste u električnim motorima, računarima, vetrogeneratorima itd. Magneti za maglev Centra za promociju nauke su jačine 1,28 T.
6. Koje su prednosti ovakvih vozova?
Kada bi se u Beogradu ukrcali na ovakav voz, u Novom Sadu bi bili za 15 min. Njegova velika brzina je posledica odsustva trenja između voza i šina. U Japanu postoje eksperimentalne trake na kojima su se dostizale brzine i do neverovatnih 900 km na čas. Takođe, ovi tipovi vozova ne koriste fosilna goriva, koja zagađuju okolinu.
7. Kako radi eksponat magleva koji je Centar za promociju nauke napravio?
Maglev koji će Centar u saradnji sa Fizičkim fakultetom predstaviti na Festivalu pripada onoj drugoj grupi. On, dakle, umesto elektromagneta ima superprovodnik, a šine su od specijalnih zemljanih magneta. Na ovom principu može da radi bilo koja vrsta magleva.