超導磁浮列車比飛機還快！？8字型線圈的魔力！《名偵探柯南》如何展現磁浮科技？｜量子熊 ✕ 龍騰文化｜

[@灰髮男]

看來製作"名偵探柯南”的製作團隊在物理學方面的研究考證還是不夠嚴謹，他們應該在製作時尋求在日本當地物理學界的專業意見再來編劇才是，不過真是那樣的話就輪不到兩位教授在這裡，用物理來娛樂和吐嘈電影裡出現的Bugs了....🤭真心感謝兩位教授的科普！😀

[@QuBear2023]

謝謝支持和鼓勵！其實量子熊團隊也是很感謝《名偵探柯南》提供了大家科普討論的素材 😆

[@Chris-k3j7u]

好像沒看到列車上方的高壓電纜，是不需要嗎?

[@QuBear2023]

是的，依照現在的設計方案，列車的供電是利用地面線圈與車上線圈的電磁感應，所以是非接觸供電

[@richardhsiao7060]

我高度懷疑磁浮列車的前景 磁浮列車運營成本很貴，而且再快也快不過飛機

[@Chris-k3j7u]

這樣的列車超導磁鐵要在多少溫度下才能運作?

[@QuBear2023]

目前實驗上主要是使用Nb-Ti合金的超導線圈，所以工作溫度是在4 K（-269℃）以下，不過日本團隊也在實驗更新的超導材料，工作溫度可望往上提升

[@yuanlin4586]

金属穿过磁场时感生的电流对子弹的轨迹的影响更大

[@palmpilote]

那軌道壁上面有一直切換磁極的線圈，應該也有有磁通量改變，這樣會影響同在側壁上面的八字形線圈嗎?還是切換速度夠快反而可以視為對八字形線圈沒有影響?

[@QuBear2023]

這是個好問題，這可以從列車的超導磁鐵為觀點來看這個問題，當超導線圈被斜前方的推進線圈吸引而靠近時，也造成對該處的 8 字型線圈的感應而產生浮力，所以這些力的產生週期有「同步性」，所以可以協同作用而不至於「互相扯後腿」。

[@EwingTaiwan]

請問八字線圈的系統穩定性如何？一般定點磁浮的我理解是幾乎不可能僅靠被動的方式，因為是不穩定系統。 我想像如果是八字線圈用感應電流的方式生磁，較靠近的那一側 (先假設是左側) 吸力與斥力同時都會增加。因為磁鐵偏下的緣故，磁鐵較靠近下方線圈，橫向來說總斥力應該是會增加，會往右側推進，似乎是負回授，有機會成為穩定系統。但由於上方吸力也上升了，似乎會造成滾轉 (向右滾轉)，這樣的綜合效應不知道是不是正確的思考、並且是穩定的？另外就是即使有負回授，阻尼也不知道要來自哪裡？

[@QuBear2023]

是的，您的分析沒錯，這個 8 字線圈被稱為「浮上・案内コイル」（懸浮與導向線圈），所以也有導向的作用，而因為力都是作用於列車上的超導磁鐵部位，合力矩不大，所以不用擔心滾轉的問題。線圈本身的電阻及感應出來的渦電流則是這穩定系統的阻尼來源。

[@EwingTaiwan]

@QuBear2023 了解！小編太專業了！！由電阻及渦流提供阻尼非常直覺！感謝🙏🙏 我對滾轉力矩部分還有些疑慮，畢竟舉升磁力照定義兩邊各要提供一半體（？）重，就算是1%的差異感覺也是相當大的力矩，不過這個感覺可以查一下結構，或許擺放設計可以減少這樣的效應。 但這樣顯然會引入些許的橫移-滾轉耦合，這樣的非線性感覺也不好處理的（飛機上有個類似的耦合叫做Dutch roll)，可惜不會日文許多第一手資料沒辦法閱讀🤣

[@Chris-k3j7u]

列車的輪子需要有主動力幫助加速or煞車嗎? 感覺超導系統很穩靠的話好像不用

[@kor-pl3by]

就没超导。只是运用高速时，电磁转换率高，支撑列车。低速时，电磁转换率低，就无力支撑列车了。

[@QuBear2023]

是的，輪子沒有主動驅動功能，只在列車低速或靜止時用於支撐列車，或在緊急情況下輔助停車

[@kor-pl3by]

没看到超导，说白了，就是两组电机磁铁，一组提供推力，一组夹住。

[@nisstw]

哪個沒動力啦，純懸浮

[@kor-pl3by]

@@nisstw 知道，启动应该类似电磁弹射。问题是没搞清楚超导在哪儿？难道是就启动时推一下，就可以出跑600多了。

[@kairlin6727]

所以列車上依舊有超導磁鐵? 那超導磁鐵的溫度不就要很低，要在一個移動的列車上降低超導磁鐵的溫度，這麼難嗎

[@QuBear2023]

是的，列車上裝有超導磁鐵及相關冷卻裝置，維持低溫確實是個技術上的挑戰

[@kairlin6727]

@@QuBear2023 個人問題，局域SL(2,C)的生成元boost與空間旋轉部分就會類似於SU(3)強交互作用力的色荷之間的關係，SU(3)生成元的對易關係表示了膠子色荷的交互關係，而局域SL(2,C)boost與空間旋轉生成元就非常類似這樣的關係。當然啦只是想想。可是SU(3)的生成元有8個，每個生成元對應一種膠子，這些膠子負責傳遞強相互作用，而SL(2,C)有六個生成元，如果這些生成元都負責著時空的交互粒子，則至少有六種粒子負責時空的傳遞作用? 這意味著我們的引力子交互情況... 仔細想想，U(1)的生成元有一個對應光子，SU(2)對應3個生成元則是W^+ W^- Z^0，SU(3)則是8個生成元對應8種膠子，則SL(2,C)的六種生成元也要對應6種交互粒子才對吧..，例如說SL(2C)可能有兩種幾何荷，代表兩種正幾何荷與兩種反幾何荷，生成元就可以用四幾何荷表示彼此關係? 廣義相對論本身貌似並未顯式保持SL(2,C)的局域對稱性，因此在經過SL(2,C)對稱變換之後，會需要引入規範場，這個規範場代表著六個生成元就可能是廣義相對論的交互粒子，因此場交互的時候可能需要生成元與聯絡場的動態調節? 直接构造的高阶交互可能破坏局域对称性嗎 不過我的想法本身並不是一個確定的結論而是推論，因此如果看看生成元與粒子運算的過程，例如SU2的生成元W與電子進行自旋矩陣運算，則你可以得出電微中子與電子會以弱同位旋進行生成元的交互，這可以讓電微中子轉化為電子與電子轉化為電微中子，同樣的SU3裡則會引起色荷之間的轉化，紅色可能轉化為藍色黃色或者反色。 那麼你認為如果是電子與SL2C生成元作用的話呢，答案是boost生成元作用在電子時，電子的自旋方向會朝著boost的觀察方向變換，最終平行於boost方向，這可能可以是加速度去觀察電子時，電子的自旋方向是會朝著觀測者這裡變換的，這件事情是宏觀上可能也能夠明顯觀測到的，同樣的，光子的偏振也是如此，光子與生成元以矩陣進行交互時顯示了這點，光子的偏振是會逐漸朝向boost方向的，這意味著六個生成元可以是一個引力子，但是實驗上我們是可以觀測到這點的，引力子作用於粒子可能就等於觀測者的運動模式。 還有那個封面太酷了吧，可以分享一下嗎

[@mathmax512]

有沒有經濟效益才是重點😂😂😂😂

[@物理迷]

「科學」和「夢想」講錢就俗氣了😁😁😁😁

[@RT_HK]

為了快1時間新建一條新幹線，百年內都不會有😂 就是技術展示，不差錢的豪客可以找JR買全世界最快的鐵道系統