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你们在这里看到的这个短暂的现象是 被称为量子悬浮和量子锁定。 这个悬浮在这里的物体 被称为超导体。 超导是物质的一种量子状态， 只在特定的关键温度下发生。
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现在，这是一个比较老的现象了； 100年前被发现。 然而，就在最近， 由于若干科技进步， 我们现在能够向你们展示 量子悬浮和量子锁定。
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那么，超导体具备两种特性。 第一种特性是零电阻， 第二种特性是从超导体的内部驱逐磁场。 这听起来有点复杂，是吗？ 但什么是电阻呢？ 那么，电就是物体内部的电子流。 这些电子，当他们流动时， 它们与原子相撞，在碰撞过程中 它们损失一定的能量。 这种能量以热的形式消耗， 你们知道这种效果的。 然而，在超导体的内部，不存在这种碰撞， 因此也就没有能量消耗。
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想象一下，这是非常神奇的。 在经典物理学中，摩擦和能量消耗是必然存在的， 但在这里并非如此。因为这是一种量子效应。 但这不是全部。因为超导体不喜欢磁场。 因此超导体会把磁场从内部驱逐出去， 通过循环电流就能做到。 现在，两种效应相结合-- 驱逐磁场和零电阻-- 就是超导体。
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但我们都知道，情况不总是那么完美的， 有时候，有几束磁场会停留在超导体内部。 现在，在特定的条件下，就像我们现在有的， 这些磁场束被困在超导体内。 这些超导体内部的磁场束， 它们以分散的数量进入。 为什么？因为这是量子现象。 是量子物理学。 结果它们的运动就像是量子粒子的运动。
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在这部短片里，你们能够看到它们一个个分散流动。 这是磁场束。 不是粒子， 但它们的运动看起来像粒子。 这就是为什么我们把这种效应称为量子悬浮和量子锁定。
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那么，当我们把超导体放入磁场内时， 它发生了什么变化呢？ 首先呢，有几束磁场束会留在超导体里面， 但现在超导体不喜欢让它们在周围移动， 因为它们的运动会消耗能量， 这样会破坏超导体状态。 那么，它到底做什么了呢， 它锁定了这些磁场束， 这些磁场束被称为磁通量子, 它把这些磁通量子锁定在原地。 如此一来，它就把自己给锁定在原位。 为什么？因为任何超导体的移动都会改变它们的位置， 改变它们的状态。
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这样我们就得到了量子锁定。 让我向你们展示它是如何运作的。 这里，我有一个超导体， 我把它裹起来了，这样它就能保持足够长时间冰冷。 当我把它放在一个普通磁铁的顶端， 它就被锁定在半空中。
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现在，这不仅仅是悬浮。 不仅仅是相斥。 我能重置这些磁通量子， 它就能够被锁定在这个新的装置内。 就像这样，或者把它往左或往右稍微移动一下。 那么，这就是量子锁定--货真价实的锁定-- 超导体的三维锁定。 当然，我也可以把它倒过来， 它还是会保持锁定。
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现在，既然我们了解了这种所谓的悬浮其实是锁定， 是的，我们了解了这一点。 如果我拿出这样一个环形磁铁， 你们就不会感到惊讶， 在这个环形磁铁里，各处的磁场是相同的， 超导体能够绕着磁铁的轴线自由旋转。 为什么？ 因为只要它在旋转，锁定就能够被保持下去。 看到了吗？我能调整 我能旋转这个超导体。 我们有了无摩擦运动。 它仍然在悬浮，但能够自由移动。
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因此，我们有了量子锁定 并且我们能把它悬浮在磁铁上方。 但在这样一个简单的磁片中，有多少磁通量子，有多少磁力束呢？ 好吧，我们可以计算出来， 结果显示，数量还是很多的。 在这个三英寸厚的磁片中有一千亿的磁场束。
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但这还不是最惊人的部分， 因为还有一些东西我没告诉你们。 是的，最惊人的部分在于 这个你们所见到超导体 仅仅是半微米厚。非常薄。 这片极薄的磁片能够悬浮它自重70000倍的物体。 这是十分惊人的反应。非常强大。
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现在，我可以延伸这个环形磁铁， 做出任何我想要的轨迹。 比如，我可以做出一个巨大的环形轨道。 当我把超导磁片放在轨道上方时， 它做自由运动。
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这还不是全部哦。 我可以像这样调整它的位置，翻转， 它在新的位置上做自由运动。 我甚至可以尝试一件新的事情； 我们来首次尝试一下。 我能把这个磁片放在这里， 当它停留在这里--不要移动-- 我会尝试将轨道翻转， 希望，如果我做对了， 它会保持悬挂在半空。
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你们看，这是量子锁定，而非悬浮。 现在，我会让它循环更多一些， 让我告诉大家一些关于超导体的知识。 现在--（笑声）-- 好的，现在我们都了解了 我们能够传输超导体内部的大量电流， 那么我们能够利用它们制造强大的磁场， 诸如在核磁共振成像仪，粒子加速器等机器中所需要的。 但我们也能够用超导体存储能量， 因为超导体没有能量损耗。
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我们还能制造电缆，在电站之间传输大量电流。 想象一下，你们能够只用一根超导电缆支撑一个发电站。 但量子悬浮和锁定的未来将何去何从呢？ 好吧，我就给你们举个例子来回答这个简单的问题。 想象一下你有一个和我手中差不多的磁片， 3英尺直径，唯一的区别是 超导层，不是半微米厚， 而是2毫米薄，相当薄。 我手中这2毫米厚的超导层能够控制住一辆小轿车。 太神奇了。 谢谢。
标签： 超导体
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