01 萌萌的新家
磁懸浮的奧秘
高萌萌剛搬了新家，在風景宜人的東郊風景區，那里依山傍水，草木蔥郁，空氣中總是彌漫著一股青草特有的芬芳，有著城市“綠肺”之稱。每天晚上，高萌萌竟然都是伴著蛙叫蟬鳴入夢的，這對于習慣了城市里熙熙攘攘的喧囂的她來說，實在是種新奇的體驗。
這天，趁著周末，她決定請呂樂樂來新家做客，短信告訴他路線后，高萌萌就去地鐵站等他。不一會兒就看見呂樂樂酷酷地從出口往外走，高萌萌跳上前去，猛地拍了他一下，“嗨，鋁熱！”呂樂樂抬起鴨舌帽，眼前一片五顏六色，不禁瞇起眼，“非要把自己弄成顆糖果出來見人啊？”“你到得很快啊！”高萌萌笑得和糖果一樣甜。
“當然，地鐵的時速有80千米每小時呢。”
“是嗎？不過還是趕不上子彈頭呢，那可是磁懸浮！”高萌萌曾經在小學五年級的暑假，作為文化交流小使者去日本的友好學校交流，于是開始炫耀自己坐過新干線了。
“風馬牛不相及！”呂樂樂搖搖頭，“新干線也是輪軌系統的，采用‘子彈頭’造型，可不是為了造型時尚，而是為了減小列車在高速運行時受到的空氣阻力。在我們中國，‘子彈頭’列車的科學名稱是‘動車組’，車次都是D字打頭的。”
“哈哈，正宗的‘頭文字D’咧！”萌萌忙不迭地浮想聯翩。
“可是那磁懸浮列車完全不同，它是利用了超導磁懸浮技術。目前世界上唯一的真正投入商業使用的磁懸浮線路就是通往上海機場的那一條了……自豪一下吧！”
呂樂樂時不時能冒出些讓萌萌直犯暈的專業術語，他的胸有成竹都來自于一本寶典——《鋁熱博士筆記》。俗話說，書到用時方恨少，加上偶像波特老師的強烈建議，樂樂養成了做讀書筆記的好習慣。萌萌第一次見到這本從古典人文情懷一直到尖端科技應用都包羅了的讀書筆記的時候，那一聲驚天地泣鬼神的驚嘆——“啊！”立刻把這本寶典傳到了同學中間，聲稱要在江湖上發揚光大，從此這本筆記從樂樂的秘密武器變成了江湖人稱的《鋁熱博士筆記》。樂樂無奈之余表示同意，一個人閉門造車，倒不如和小伙伴們來場頭腦風暴，資源共享，還可以保證資料常常更新。這不，一到關鍵時刻，寶典就在腦袋里嘩嘩嘩地一頁頁翻過。
【鋁熱博士筆記】
磁懸浮
磁懸浮的構想是由德國工程師赫爾曼·肯佩爾于1922年提出的。
我們都有這樣的經驗，把兩塊磁鐵相同的一極靠近，它們就相互排斥；反之，把相反的一極靠近，它們就互相吸引。磁懸浮列車，其實就是利用這種吸引力與排斥力將列車托起，使列車懸浮在軌道上方，和軌道之間沒有直接接觸，處于一種“若即若離”的狀態，大大減小運行阻力，創造了517 km／h的速度紀錄。
磁懸浮列車的關鍵部分是由鋼和鈦合金制成超導電磁體構成的，為了保留超導體的特性，它們置于液態氦中，由車上的低溫系統保持—269℃的低溫。
“超導體”！“—269℃的低溫”！當時樂樂覺得簡直有點神乎其神啊，和科技小組的幾個骨干成員討論過后，決定在小組活動的時候給波特老師出難題。波特老師一向是遇強則強，最喜歡接受這幫弟子的挑戰了。黑框眼鏡一抬，波特老師化學課堂開講。
【波特老師的化學課堂】
低溫世界的奇跡
在生活里我們有很多機會遇到負數，大家最熟悉的應該就是溫度了，比如你們看到的資料里提到的—269℃的低溫。現在我們就走進“低溫的世界”。
1784年有位偉大的法國化學家拉瓦錫曾經預言：假如地球突然進到寒冷的地區，空氣將不再以看不見的氣體形式存在，它會變成液態。
這聽起來如同幻想的科學預言，科學家用了近200年的時間終于使它成為了現實。
在19世紀下半葉到20世紀初，科學家在—183℃的低溫下，得到了液態氧；在—253℃的低溫下，又液化了氫氣；后來在272℃的低溫下完成了凝固液態氮的過程。
尤其值得一提的是，1908年，荷蘭物理學家海克·卡末林·昂尼斯成功地液化了被認為最難冷凝的氦氣，獲得了幾乎接近一273．15℃的低溫。至此，人類終于全部實現了拉瓦錫的預言。
人類在液化空氣的過程中逐步獲得了低溫，接下來最重要的是繼續那個古老問題的探索——物質在低溫下會發生什么變化？
工欲善其事，必先利其器，為了探索低溫的世界里藏著怎樣的秘密，科學家們發明了一套不同于攝氏溫度的新的溫度單位——開爾文(用字母K表示)，簡稱為開氏溫度，規定0K=—273．15℃，這個溫度被稱為絕對零度。
1911年，昂尼斯和他的學生在研究水銀的電阻與溫度變化的關系時，發現當溫度低于4 K時(按照上面的規定，那么4K=—269．15℃)，已凝成固態的水銀電阻突然下降并且趨近于零。對此昂尼斯和他的研究小組非常震驚：因為在通常條件下金屬導體都有電阻，可此時水銀的電阻怎么會消失得無影無蹤呢？即使當時最富有想象力的科學家也沒料到低溫下會有這種現象。這簡直是低溫下的奇跡。
后來，昂尼斯把這種導體在低溫下失去電阻的現象叫做超導，他也因此榮獲1913年諾貝爾物理學獎。
超導體除了在某個臨界的低溫點以下會失去電阻以外，還有個特殊的本領——完全抗磁性。磁懸浮列車就是利用這種抗磁性使車輪懸浮于軌道之上的。
P6-9
