ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сверхпроводящие экраны из "Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм" Ослабление внешнего поля тем больше, чем оно ниже. Для земного поля К составляет несколько сотен, а для вдесятеро меньшего возрастает на порядок. С уменьшением остаточного поля улучшается и его однородность. Отсюда следует необходимость предварительного ослабления внешнего поля какими-либо сравнительно простыми средствами (катушки с током, ферромагнитные экраны), чтобы повысить эффективность действия сверхпроводящего экрана. Очевидным развитием этого метода будет применение многослойных сверхпроводящих экранов. Медленным последовательным охлаждением трех вложенных друг в друга свинцовых экранов харьковские физики смогли получить остаточное поле с индукцией меньше 0,3 пТл. Поле 0,1 нТл можно было создать даже в теплом объеме диаметром 50 мм и высотой 120 мм. Вопрос о том, можно ли изготовить столь бездефектный экран размером порядка (2,5 м) и провести направленный медленный процесс его охлаждения, пока остается открытым. [c.73] Существуют и другие способы уменьшения вмороженного поля. Если в процессе сверхпроводящего перехода во внешнем магнитном поле экран вращать с частотой около 1 Гц, то удается получить остаточное поле внутри экрана, в 100 раз меньшее внешнего [107]. Это объясняется, во-первых, тем, что снижается вероятность захвата магнитного потока на структурных дефектах сверхпроводника, так как поле на нем переодически меняет знак, а во-вторых, влиянием индукционных токов, наводимых в проводнике, движущемся в магнитном поле, причем поле этих токов направлено противоположно внешнему. [c.73] Можно предложить способ уменьшения вмороженного поля, который еще не применялся для экранировки, но может оказаться подходящим именно для больших экранов. Он состоит в использовании явления течения магнитного потока под действием тока в сверхпроводнике, которое исследовалось на небольших образцах [112, 113].Если внешнее магнитное поле направлено перпендикулярно тонкому слою сверхпроводника первого рода, например свинца, то оно вмораживается следующим образом магнитный поток концентрируется в небольших областях (как показано на рис. 18), где магнитное поле достигает критического и сверхпроводимость нарушается. Сверхпроводящий слой становится как бы изрешечен множеством нормальных областей, каждую из которых пронизывает поток порядка 100 0. Эти области обладают определенной подвижностью, и в силу этого даже замкнутый экран из сверхпроводника, но с вмороженным полем, не дает совершенной экранировки. Изменение внешнего поля немного перераспределяет поле, захваченное внутри экрана, так как при этом нормальные области передвигаются по экрану. Этот эффект вполне заметен, если перемещать постоянный магнит вне тонкостенного свинцового экрана, окружающего сквид-магнитометр. [c.74] Определенный опыт в постройке больших криогенных объемов уже накоплен. Это прежде всего большие транспортные контейнеры, вмещающие до 20 м жидкого гелия, но ближе всего по исполнению к большому сверхпроводящему экрану две установки, построенные для подцержанйя при гелиевой температуре массивной антенны, предназначенной для регистрации гравитационных волн [114]. Каждая имеет большой объем, охлажденный до гелиевой температуры, в котором размещен алюминиевый цилиндр массой около 5 т. Установки выполнены из немагнитных материалов, в основном алюминиевых сплавов, так как в качестве детектора колебаний антенны применяется сквид. От устройства такого типа лишь один шаг к созданию теплового объема со сверхпроводящей экранировкой, в котором можно исследовать человека. [c.75] Сверхпроводящий экран имеет одно принципиально важное достоинство — он обеспечивает высокий уровень экранировки для любых частот, в том числе для очень низких, ниже 1 Гц. Именно ниже 1 Гц начинается резкое усиление геомагнитного шума [51], а даже современные ферромагнитно экранированные комнаты часто недостаточно защищают от таких возмущений. Сверхпроводящий экран позволит проводить исследование процессов с периодами от 10 с до суток, что даст возможность ставить неосуществимые сейчас магнитографические и общефизические эксперименты. [c.75] Для магнитных исследований мозга перспективно использование узкоспециального сверхпроводящего экрана меньшего размера в форме шлема. Уменьшенный прототип его уже испытывался [115]. Приемная петля сквид-магнитометра находится в узком пространстве между поверхностью головы и экраном - такая схема резко улучшает чувствительность к близким источникам поля (в коре мозга) и, наоборот, ослабляет влияние удаленных посторонних источников. В шлем можно разместить несколько магнитометров для многоточечной съемки. Правда, сравнительно неглубокий шлем, одеваемый на голову, не слишком эффективен для защиты от внешних помех в сравнении с замкнутым экраном или обычно используемыми экранами в виде длинной трубы. Возможность практической реализации такого шлема еще требует проверки. [c.75] Вернуться к основной статье