正文 第9章 超導材料的應用(3 / 3)

當列車停下時,由於鋁環中沒有感應電流,也就不能產生磁場,所以在開車啟動和減速停車時有一段時間仍需用車輪在軌道上運行。

1966年,美國首先提出製造超導磁懸浮列車的設想。

此後,美、英、日、德、瑞典等國家都進行了開發和研製。

目前日本、德國的超導磁懸浮列車已投入運行,時速高達500公裏。乘坐這種列車,從上海到北京隻需要2小時48分鍾。中國於2002年在上海建成第一條磁懸浮線路並於2003年1月正式開始商業運營。

列車懸浮在空中飛奔,還存在空氣的阻力。所以有人設想讓列車在抽成真空的隧道裏行進,這樣將能大幅度地提高車速。到那時,人類的高速飛行將由高空轉入地下。不久的將來,你就可以乘坐這種“飛”起來的火車去旅行了。

5.超導量子幹涉器(SQUID)和它在生物醫學領域的應用

利用超導隧道效應,人們可以製造出世界上最靈敏的電磁信號的探測元件和用於高速運行的計算機元件。

用這種探測器製造的超導量子幹涉磁強計可以測量地球磁場幾十億分之一的變化,能測量人的腦磁圖和心磁圖,還可用於探測深水下的潛水艇,放在衛星上可用於礦產資源普查,通過測量地球磁場的細微變化為地震預報提供信息。

超導量子幹涉器的用途十分廣泛,這裏主要討論它在生物醫學領域的應用。

(1)非接觸測量。磁測量的探頭可以不接觸人體,因此,它可用於監視人體內的直流電效應,而在人體直流電壓測量中常常可能被接觸電勢和表麵電勢所掩蓋。

(2)反映人體內部的生物活動,給出某些電測量無法給出的人體內部信息。眾所周知,磁場和電流有關。

通常人體和動物內部的體電流比皮膚上的要大一些,可以提供人體內部活動的直接指示,而不受引入介質中微弱電流的幹擾。一旦人體內部組織有了損傷,就有稱之為損傷電流的直流電通過,借助體外磁場測定,就能夠檢測出體內損傷電流,但從身體表麵的電位測量卻很難檢測出這種電流。

(3)磁場測量還可以探測與人體電位無關的磁性變化,從而提供更多的醫療信息。既然生物磁如此重要,為什麼生物磁的研究遠遠落後於生物電的研究呢?這是因為生物磁信號極其微弱,在10-10~10-15特斯拉的量級,還沒有檢測如此低磁場強度的檢測手段。用超導量子幹涉現象所製成的磁強計,就可以探測到10-13特斯拉的磁場變化,極大地促進了生物磁學的進程。

中國科學院心理研究所和中國民族學院首次利用超導量子幹涉式二次梯度計對漢字認知進行了測試,腦磁圖顯示出人的大腦右半腦有較強的腦磁場波動,證明人的右半腦對於漢字認知來說具有語言功能,而左半腦磁場波動卻不明顯。該研究結果對大腦兩半球語言功能的傳統概念提出了挑戰,這標誌著我國在人類認識方麵的研究進入了一個新階段,並處於國際先進行列。可以預測,將來可以用生物磁超導技術研究針灸麻醉、時下流行的氣功現象以及眾說紛紜的人體特異功能,甚至有可能追蹤微妙的大腦活動,得知人的思維,真正做到知人知麵又知心了。

目前高溫超導最現實的用途是超導磁屏蔽和超導轉變的高Q 值微波諧振腔、超導高靈敏長波載線、超導高效率發射天線和紅外探測器。這方麵的技術已基本成熟,有望在衛星通訊、雷達技術、天文觀測與科學研究上得到推廣應用。