از قطارهای سریع بیشتر بدانیم

به دلیل وجود نیروی محرکه اصلی این سیستم در ریل آن، به جای خود قطار، این قطارها بسیار سبک و کنترل آنها در سراشیبی ها بسیار آسان می باشد. ریل های استفاده شده در این سیستم نیز از مواد سبک ساخته شده است.  
  
Maglev  ( حمل و نقل شناور مغناطیسی ) نام تکنولوژی جدیدی می باشد که با توجه به مشخصه های برجسته اش انقلابی در صنعت حمل و نقل ایجاد خواهد کرد. "ماگلو" نوعی از حمل و نقل می باشد که قطار را به طور شناور و کاملا جدا از زمین به وسیله نیروی الکترومغناطیسی به طرف جلو می راند. این روش جدید سریع تر، راحت تر و مطمعن تر از روش حمل و نقل کنونی، همراه به چرخ های مرسوم می باشد..
به دلیل وجود نیروی محرکه اصلی این سیستم در ریل آن، به جای خود قطار، این قطارها بسیار سبک و کنترل آنها در سراشیبی ها بسیار آسان می باشد. ریل های استفاده شده در این سیستم نیز از مواد سبک ساخته شده است. تکنولوژی ماگلو ( Maglev  ) این اجازه را به او می دهد که به راحتی به سرعت هواپیما ها  ( ۵۰۰  تا  ۵۸۰  کیلومتر ) دست یابد.
قطارهای الکترو مغناطیسی از سال  ۱۹۸۴  وجود داشته اند، ولی محدودیت های اقتصادی و علمی مانع از رشد سریع آنها شده است. اولین قطار الکترومغناطیسی تبلیغاتی IOS  نام داشت ( به معنی اولین بخش عملیاتی ) که در شانگهای چین مسافران را در یک مسیر  ۳۰  کیلومتری  ( ۱۸۶  مایل ) با سرعت  ۴۳۱  کیلومتر بر ساعت  ( ۳۶۸  مایل ) در عرض  ۷  دقیقه و  ۳۰  ثانیه به فرودگاه می رسانید.
تکنولوژی
در حالت کلی دو نوع ماگلو وجود دارد:
۱) سیستم تعلیق الکترومغناطیسی ( EMS )
۲) سیستم تعلیق الکترو دینامیکی ( EDS  )
در سیستم تعلیق الکترو مغناطیس، قطار با داشتن الکترومغناتیس بسیار قوی بر روی ریل فشار آورده که همین عمل باعث معلق ماندن آن می شود. این مغناتیس ها در جهت ریل تنظیم شده و بوسیله کنترل باز خورد، میزان تعلیق خود را محاسبه و حفظ می نماید.
سیستم تعلیق الکترودینامیک به شیوه دیگری عمل می کند بدین صورت که هم ریل و هم قطار دارای مغناطیس می باشند که قطار به وسیله نیروی دافعه قطب های هم نام ارتفاع و فاصله خود را از ریل نگه می دارد.
قسمت مغناطیس قطار از الکترومغناطیس های به هم پیوسته ( مثل ماگلو JR  ) یا از مغناطیس های پایدار تشکیل شده است. قسمت مغناطیس ریل ها نیز از تحریک منطقه توسط سیم پیچ های مغناطیسی به وجود می آید.
درسرعت های پایین سیم پیچ های کنونی توانایی تحمل وزن قطار را دارا نمی باشند و باید برای ثبات آنها در هنگام ایست کامل و در سرعت های پایین چرخ ها و یا وسایل شبیه آن در زیر قطار وجود داشته باشند تا قطار به سرعت های بالا دست یافته و از زمین جدا شود. برای این منظور سیم پیچ های بکار رفته در ریل ها، باعث حرکت رو به جلو قطار شده و همچنین با نیروی مغناطیسی فوق العاده خود باعث تعلیق قطار می شوند. همچنین این سیم پیچ ها یک موتور طولی نیز محسوب می شوند و حالت پیچشی آنها باعث بوحود آمدن یک جریان مداوم الکترو مغناطیس در کل ریل می شود.
و هم اکنون نگاهی داشته باشیم به مزایا و معایب تکنولوژی مالگو EMS  ( سیستم تعلیق الکترو مغناطیسی ):
از مزایای این سیستم می توان مغناطیس بسیار نا چیز در درون و بیرون قطار، تکنولوژی بالا که می توان بوسیله آن به سرعت  ۵۰۰  کیلومتر در ساعت دست یافت و عدم نیاز به چرخ یا نیروهای محرکه دیگر را نام برد.
از معایب آن نیز می توان به فاصله موجود میان قطار و ریل که خواهان بررسی بی درنگ توسط کامپیوتر برای ممانعت از برخورد آنها با یکدیگر می باشد اشاره کرد.
▪ فوق هدایت گرهای EDS:
مغناطیس های بسیار قوی بر روی فوق هدایتگر نصب شده اند که فاصله زیاد ریل از قطار که منجر به دسترسی این قطار به سرعت  ۵۸۱  کیلومتر شده است را باعث شده اند، و همچنین ظرفیت بار بسیار زیاد آن از مزایا این سیستم می باشد. یکی از همین قطارها در دسامبر سال  ۲۰۰۵  به صورت تبلیغی از فوق هدایتگرها با درجه حرارت بالا در مغناطیس های خود استفاده کرد که آنها به وسیله مایع خنک کننده گران نیتروژن خنک می شدند.
از معایب این سیستم نیز می توان به عدم توانایی در برقراری ارتباط های تلفنی، عدم توانایی در برقراری ارتباط مسعولین قطار به واگن مسافران بوسیله سیستم صوتی داخل کابین ها و عدم توانایی در استفاده از وسایل الکترونیکی مثل ذخیره کننده های مغناطیسی و هاردیسک ها به علت وجود جریان مغناطیسی بالا در قطار اشاره کرد. همچنین این مشکلات و هزینه بالای این سیستم باعث باقی ماندن این تکنولوژی در مرحله تست شده است.
▪بقیه در ادامه مطلب

همانطور که می دونید در مواد به طور طبیعی اگر درون آنها جریانی برقرار بشه الکترونها در مسیر میدان الکتریکی جاری می شند.و می دانیم در دماهای معمولی ارتعاشات اتمی وجود دارند و الکترونها در اثر برخورد با آنها انرژی از دست می دهند این خاصیت مقاومت الکتریکی نام دارد.مقاومت رسانا ها کم نیم رسانا ها متوسط و نا رسانا ها بی نهایت است.در سال 1911 کامرینگ خاصیت ابر رسانایی در مواد رو کشف کرد و بعدها در سال 1933 با کار های مسینر این شاخه از فیزیک پیشرفت کرد در بعدها با رسیدن به تکنولوژی ساخت ابر رسانا های دمای بالاتر(چون مواد معمولی در دمایی نزدیک به صفر کلوین ابرسانا می شدند که برای این کار نیاز به هیدروژن و هلیم مایع است و پر هزینه است) ساخت ابر رسانا ها خیلی کم هزینه تر شد.اما ابر رساناها به چه دردی می خورداز ابر رساناها در ساخت آهن رباهای ویژه طیف سنجهای رزونانس مغناطیسی هسته وعكسبرداری تشدید مغناطیسی هسته و تشخیص طبی ساخت ژنراتورهایی با حجم هایی تا 6 برابر کمتر و ساخت کلید های قطع و وصل جریانهای بسیار بالا یا بسیار پایین استفاده می شود.یکی از کاربردهای عالی ابر رسانا ها استفاده ازآنها توسط ژاپنی ها در ساخت قطار های سریع السیربود که منجر با ساخت قطار هایی شد که رو بالشتک های هوا حرکت می کردند(اصطکاک به طور چشم گیری کاهش پیدا می کند) و تا سرعت هایی نزدیک 600 کیلومتر در ساعت می رسند(با چنین سرعتی می توان در کمتر از 2 ساعت از اورمیه به تهران سفر کرد). با این مقدمه به ذکر مقاله کوتاهی درموردابرسانایی می پردازیم.

ابررسانایی 

اگردمای فلزات مختلف را تا دمای معینی(دمای بحرانی) پایین اوریم پدیده شگرفی در انها اتفاق می افتد كه طی ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جریان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبدیل به ابررسانا خواهند شد.(البته موادی مانند نقره نیز هستند كه مقاومت ویژه شان حتی در دمای صفر درجه كلوین نیز صفر نمی شود).هرچند در این دما میتوان بسیاری از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن برای رسیدن به چنین دمایی مجبورند از هلیم مایع ویا هیدرژن استفاده كنند كه بسیار گرانند .
امروزه ابر رسانایی را در موادی ایجاد می كنند كه دمای بحرانیشان زیادتر از  ۷۷  درجه كلوین است كه برای رسیدن به چنین دمایی از ازت مایع استفاده می كنند كه نقطه جوشش  ۷۷  درجه كلوین است.

● تاریخجه ابررسانایی
ابررسانایی برای اولین باردر سال  ۱۹۱۱  توسط هایك كامرلینگ اونس(۱۹۲۶-۱۸۵۳)مطرح گردید. وی دمای یك میله منجمد جیوه ای را تا دمای نقطه جوش هلیم مایع(۴.۲  درجه كلوین )پایین اوردد و مشاهده نمود كه مقاومت ان ناگهان به صفر رسید. سپس یك حلقه سربی را در دمای  ۷  درجه كلوین ابررسانا نمود و قوانین فارادی را بر روی ان ازمایش كردومشاهده نمود وقتی با تغییر شار در حلفه جریان القایی تولید شود.حلقه سربی برعكس رسانا های دیگر رفتارمی نمایدیعنی پس از قطع میدان تا مادامیكه در حالت ابر رسانایی قرار داردجریان اكتریكی را حفظ می كند. به عبارتی اگریك سیم ابررسانا داشته باشیم پس از بوجود امدن جریان الكتریكی دران بدون مولد الكتریكی ( مثل باطری یا برق شهر )نیز می تواند حامل جریان باشد.
اگر در همین حالت میدان مغناطیس قوی در مجاورت سیم ابررسانا قرار دهیم ویا دمای سیم را با لاتر از دمای بحرانی ببریم جریان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراین حالتها سیم را از حالت ابررسانایی خارج كرده ایم .اقای اونس با همین كشف جایزه نوبل فیزیك در سال  ۱۹۱۳  را از ان خود نمود.

 دمای گذار به ابر رسانایی 
دمایی که یک ابر رسانا در آن دما مقاومت خودش را از دست می‌دهد، دمای گذار یا دمای بحران ابر رسانا نامیده می‌شود. هر چند ناخالصیهای مغناطیسی دمای گذار TC  را پایین می‌اورند، ولی در حالت کلی دمای گذار TC  به مقادیر کم ناخالص زیاد حساس نیست. البته تحقیقات در درجات حرارت پایینتر ممکن است ابر رساناهای جدیدی را بشناساند، اما دلیل اساسی برای این که تمام فلزات حتی در صفر مطلق باید خاصیت ابر رسانایی از خود نشان دهند وجود ندارد. با وجود این باید توجه کرد که ابر رسانایی پدیده نادری نیست. حدودا نصف عناصر فلزی ، معلوم شده است ابر رسانا هستند و به علاوه تعداد زیادی از آلیاژها نیز ابر رسانا می‌باشند.

ممکن است یک آلیاژ حتی اگر از دو فلزی که هیچکدام خود نشان ابر رسانا نیستند تشکیل شده باشد، ابر رسانا باشد. ابر رسانایی ممکن است توسط هادیهایی که فلز به مفهوم عادی نیستند نیز نشان داده شود. برای مثال مخلوط نیمه هادی اکسیدهای با سیم و سرب و بیسموت یک ابر رسانا می‌باشد و همچنین پلمیر پلیسولنور نیتروژن شیمیایی NX  در حدود  0.3  درجه کلوین ابر رسانا شده است