Sólyom Jenő

Az alacsony hőmérsékletek titkai

IX. Mire használhatók a szupravezetők?

Az áram erősségének a gyűrűben található mágneses tér erősségétől való függését kihasználhatjuk a mágneses tér mérésre. Ezen alapszik a SQUID, ami legegyszerűbb változatában nem más, mint az előbb látott elrendezés, két párhuzamosan kapcsolt Josephson-átmenet. Ennek segítségével a mágneses tér rendkívül kicsi változásait lehet megmérni. Olyan gyenge terek is megmérhetők, melyek tízmilliárdszor kisebbek, mint a Föld mágneses tere. A fizikai laboratóriumokon túl, ahol a SQUID a modern méréstechnika fontos műszere, orvosi alkalmazásai is lehetségesek (16. ábra).

16. ábra

Vannak olyan elképzelések és kezdeti eredmények, melyek szerint Josephson-átmeneteket tartalmazó mikrochipekkel rendkívül gyors, a mai leggyorsabb számítógépeknél nagyságrendekkel gyorsabb, másodpercenként sokkal több műveletet elvégző számítógépek építhetők.

A legtermészetesebb alkalmazás az lehetne, hogy kihasználjuk, hogy szupravezető drótban ellenállás nélkül folyik az áram, a drót nem melegszik föl, nincs hőtermelés, nincs veszteség. Távvezetékként nyilván nem használhatunk szupravezetőt, hiszen azt folyamatosan hűteni kellene, s az ehhez szükséges energia nagyobb lenne, mint a vezetékben bekövetkező veszteség. Lehetséges azonban, hogy tároljuk az energiát (a szupravezető gyűrűben elindított áram évmilliókig nem csökkenne), s szükség esetén az áram onnan újra a hálózatba küldhető.

Elképzelhető, hogy a következő évtizedekben a szupravezető generátorok is szerepet kapnak az elektromos áram termelésében. A mai leggyakoribb alkalmazás azonban azzal kapcsolatos, hogy szupravezető tekercsben jól szabályozható nagyságú, igen nagy intenzitású mágneses teret tarthatunk fent (17. ábra). Ezt alkalmazzák a Mihály György előadásában már említett mágneses rezonancia tomográfban, és a mágneses lebegtetés elvét kihasználó, több helyen kísérleti stádiumban lévő szupergyors vonatokban (18. ábra). A vasúti kocsikon elhelyezett szupravezető mágnesek és a pályán lévő tekercsekben indukált áram mágneses tere közötti taszítás akkora lehet, hogy a vonat "lebeg" a pálya fölött, pontosabban fantasztikus, 500 km/órát meghaladó sebességgel, súrlódás nélkül száguld.

17. ábra

18. ábra

19. ábra

Ugyancsak a szupravezető mágnesek teszik lehetővé, hogy nagy részecskegyorsítókban, mint a Genf melletti CERN most épülő Nagy Hadron Ütköztetőjében (Large Hadron Collider) vagy az Egyesült Államokban Brookhaven mellett már működő Relativisztikus Nehézion Ütköztetőben (RHIC) olyan energiákat érjenek el, amelyekről az előadás elején szó volt, s aminek segítségével az univerzum keletkezésének titkait lehet kísérletileg vizsgálni (19. ábra).