超導磁懸浮

超導磁懸浮主要是利用低温超導材料和高温超導材料實現懸浮的一種方式，低温超導技術採用在列車車輪旁邊安裝小型超導磁體，在列車向前行駛時，超導磁體則向軌道產生強大的磁場，並和安裝在軌道兩旁的鋁環相互作用，產生一種向上浮力，消除車輪與鋼軌的摩擦力，起到加快車速的作用 ^[1]  。高温超導磁懸浮是一項利用高温超導塊材磁通釘扎特性,而不需要主動控制就能實現穩定懸浮的技術。超導在運載上的其他應用可能還有用作輪船動力的超導電機、電磁空間發射工具及飛機懸浮跑道 ^[1]  。

把一塊磁鐵放在超導盤上，由於超導盤把磁感應線排斥出去， 超導盤跟磁鐵之間有排斥力，結果磁鐵懸浮在超導盤的上方。這種超導懸浮在工程技術中是可以大大利用的， 超導懸浮列車就是一例。讓列車懸浮起來，與軌道脱離接觸，這樣列車在運行時的阻力降低很多，沿軌道“飛行”的速度可達500公里/小時。

日本所研製的低温超導磁懸浮在2015年4月21日創造了地面軌道交通工具載人時速603公里的世界新紀錄，並計劃於2027年修建中央新幹線磁浮線。這條低温超導磁浮商業運營線旨在連接東京、名古屋和大阪三大城市，全程498公里，運行時速505公里 ^[2]  。

與普通磁懸浮比較，利用超導磁體實現磁懸浮具有以下優點：懸浮的間隙大，一般可大於100mm；速度高，可達到500km/h以上；可同時實現懸浮、導向和推進；推進直線同步電機效率高達70%-80%；低能耗的客運和貨運；不需要鐵心，因為是永久電流工作不需要車上供電系統，所以重量輕，耗電少 ^[3]  。當然這些優點是對需要複雜的低温系統的低温超導而言，若高温超導能實現工程運用，則各方面的性能將大為提高 ^[3]  。

高温超導體發現以後，超導態可以在液氮温區(零下196度以上)出現，超導懸浮的裝置更為簡單， 成本也大為降低。在我國，2000年，西南交通大學超導技術研究所研製成功了世界首輛載人高温超導磁懸浮實驗車“世紀號”，證明了高温超導磁懸浮車在原理上的可行性 ^[4]  。

1911年荷蘭科學家翁納斯（Onnes）在測量低温下水銀電阻率的時候發現， 當温度降到零下269度附近， 水銀的電阻竟然消失了！圖1複製了當時的實驗曲線。電阻的消失叫做零電阻性。所謂“電阻消失”，只是説電阻小於儀表的最小可測電阻。也許有人會產生疑問：如果儀表的靈敏度進一步提高，會不會測出電阻呢？用“持久電流”實驗可以解決這個問題。

由正常導體組成的迴路是有電阻的，而電阻意味着電能的損耗，即電能轉化為熱。這樣， 如果沒有電源不斷地向迴路補充能量，迴路中的電能在極短時間( 以微秒計)裏全部消耗完，電流衰減到零。如果迴路沒有電阻，自然就沒有電能的損耗。一旦在迴路中激勵起電流，不需要任何電源向迴路補充能量，電流可以持續地存在下去。

有人曾在超導材料做成的環中把電流維持兩年半之久而毫無衰減。由此可以推導出電阻率的上限為10－23歐姆釐米，還不到最純的銅的剩餘電阻率的百萬億分之一。零電阻效應是超導態的兩個基本性質之一。

超導態的另一個基本性質是抗磁性，又稱邁斯納效應（Meissner effect）。即在磁場中一個超導體只要處於超導態，則它內部產生的磁化強度與外磁場完全抵消，從而內部的磁感應強度為零。也就是説，磁力線完全被排斥在超導體外面。