飛行機に搭乗せずに、ニューヨークからロサンゼルスまで7時間弱で移動できるとしたらどうでしょうか。リニアモーターカーで可能かもしれません。
磁気浮上式鉄道（磁気浮上式鉄道の略）は、ブルックヘブン国立研究所で開拓された技術にそのルーツをたどることができます。 BrookhavenのJamesPowellとGordonDanbyは、1960年代後半に磁気浮上式列車設計の最初の特許を取得しました。パウエルが渋滞に巻き込まれたとき、車や伝統的な電車よりも陸上を移動するのに良い方法があるはずだと考えて、このアイデアが思い浮かびました。彼は超電導磁石を使って電車の車を浮揚させるというアイデアを思いついた。超電導磁石は、使用中に極端な温度に冷却される電磁石であり、磁場のパワーを劇的に増加させます。
2004年に上海で最初の商用高速超電導リニアモーターカーが開通し、他の列車は日本と韓国で運行されています。米国では、ボルチモアやワシントンD.C.などの都市を結ぶ多くのルートが検討されています。
磁気浮上式鉄道では、超伝導磁石がU字型のコンクリートガイドウェイの上に電車を吊るしています。通常の磁石のように、これらの磁石は、一致する極が互いに向き合うときに互いに反発します。
「リニアモーターカーはただの箱です磁気浮上式鉄道の発明者の息子で、現在は父親と一緒に働いているジェシー・パウエルは言います。それよりも少し複雑ですが、コンセプトは単純です。採用されている磁石は超伝導であるため、ゼロ以下で450度未満に冷却されると、通常の電磁石の最大10倍の強さの磁場を生成でき、列車を吊り下げて推進するのに十分です。
これらの磁場は、に設定された単純な金属ループと相互作用します。リニアモーターカーのガイドウェイのコンクリート壁。ループはアルミニウムなどの導電性材料でできており、磁場が通過すると電流が発生し、別の磁場が生成されます。
3種類のループが特定の間隔でガイドウェイに設定され、3つの重要なタスクを実行します。列車がガイドウェイの約5インチ上に浮かぶフィールドを再現します。秒は列車を水平に安定させます。どちらのループも磁気反発力を使用して、列車を最適な場所に保ちます。ガイドウェイの中心から離れるほど、または下部に近づくほど、磁気抵抗が大きくなり、軌道に戻ります。
ループの3番目のセットは、交流電力によって実行される推進システムです。ここでは、磁気引力と斥力の両方を使用して、車両をガイドウェイに沿って移動させます。各コーナーに1つずつ、合計4つの磁石が付いたボックスを想像してみてください。前の角には北極が外側を向いた磁石があり、後ろの角には南極が外側を向いた磁石があります。推進ループを帯電させると磁場が発生し、列車を前から前方に引っ張ったり、後ろから前方に押したりします。
このフローティングマグネットのデザインは、スムーズなトリップを実現します。列車は時速375マイルまで走行できますが、摩擦の原因は空気だけであるため、ライダーは従来のスチールホイールトレインよりも乱気流が少なくなります。
もう1つの大きな利点は安全性です。リニアモーターカーは、動力付きのガイドウェイによって「駆動」されます。同じルートを走行する2つの列車は、すべて同じ速度で移動するように動力が供給されているため、追いついて衝突することはありません。同様に、コーナリングが原因で発生する従来の列車の脱線リニアモーターカーでは速すぎることはありません。リニアモーターカーがガイドウェイの壁の間の通常の位置から離れるほど、それを元の位置に押し戻す磁力が強くなります。
このコア機能は最もエキサイティングなものです。ジェシー・パウエルに。「マグレブには運転手がいません。車両は、ネットワークが送信する場所に移動する必要があります。それが基本的な物理学です。これで、物事を非常に効率的にルーティングするためのコンピューターアルゴリズムができたので、ネットワーク全体のスケジューリングをその場で変更できます。将来的には、はるかに柔軟な輸送システムにつながります」と彼は言いました。
このエキサイティングなテクノロジーは今日米国では展開されていませんが、パウエルと彼のチームが道を譲れば、いつか次の目的地に向かっている可能性があります。
編集者注：この投稿は、エネルギー省の17の国立研究所の1つであるブルックヘブン国立研究所のサイエンスライターによって書かれました。