Kompozity magnetický materiál-supravodič

Magnetické vlastnosti supravodivých a (fero)magnetických materiálov sú, zjednodušene povedané, navzájom opačné. Supravodivý materiál po prechode do supravodivého stavu (pod kritickou teplotou) vytláča magnetické pole zo svojho objemu, naopak feromagnetický materiál koncentruje magnetické pole vo svojom objeme. Ukazuje sa, že kombináciou supravodivých a feromagnetických vrstiev vhodných geometrických a materiálových parametrov je možné dosiahnuť stav, kedy v priestore uzavretom takýmito kombinovanými vrstvami je magnetické pole nulové a zároveň mimo tohto priestoru, z vonkajšej strany vrstiev, nie je magnetické pole prítomnosťou takéhoto objektu nijako ovplyvnené. Toto je základný princíp plášťa magnetickej neviditeľnosti ktorému sa v Oddelení supravodičov venujeme v experimentálnom výskume rovnako ako pomocou teoretických a numerických analýz.

 

 

Obr. 1

Obr. 1:  Experimentálny model plášťa magnetickej neviditeľnosti. Feromagnetická vrstva tvaru dutého valca (A) a dva typy supravodivej vrstvy plášťa – dutý valec z objemového supravodiča (B) a plastová trubka so špirálovite navinutou tenkou supravodivou páskou (C). Plášť magnetickej neviditeľnosti sa vytvorí zasunutím supravodivých častí B alebo C do vnútra feromagnetického dutého valca A.

 

 

Obr. 2

Obr. 2:  Rozloženie magnetického poľa B (siločiary) vo vnútri a v okolí plášťa magnetickej neviditeľnosti, v rovine kolmej na os plášťa z obr. 1 v okolí polovice jeho dĺžky. Homogénne vonkajšie magnetické pole je koncentrované vo feromagnetickej vrstve (ferromagnet) a vytlačené zo supravodivej (superconductor) vrstvy plášťa. V celkovom súčte je pole vnútri plášťa (IN) nulové a mimo plášťa (OUT) nie je priebeh homogénneho poľa nijako ovplyvnený.

 

Obr. 3

Obr. 3:  Trojrozmerné rozloženie magnetického poľa B a indukovanej prúdovej hustoty j, vypočítané pomocou numerickej simulácie pre prípad plášťa magnetickej neviditeľnosti so supravodivou vrstvou tvorenou špirálovite navinutou supravodivou páskou.