超导磁铁

电磁铁不过是一圈通电的线圈——电流越大，磁场越强。普通导线的麻烦在于它对电流有阻力，会像烤面包机的发热丝一样发热，所以在导线熔化或电费变得离谱之前，你能通过的电流有一个实际上限。超导磁铁则完全绕开了这一点：它使用一种特殊材料，被冷却到极低温时，能以名副其实的零电阻传输电流。

零电阻意味着不发热、也不损耗能量去维持电流，于是你能让巨大的电流通过线圈，产生远比任何普通磁铁所能维持的更强的磁场。代价是低温：大型加速器里的超导电缆必须用液氦保持在绝对零度以上仅几度，比外太空还冷。还有一种戏剧性的失效模式叫失超——如果电缆上一小块升温、不再超导，储存的磁能会非常迅速地以热的形式倾泻到那一点上，所以这些磁铁需要精心设计的保护系统。

超导磁铁正是让当今能量最高的机器成为可能的东西。更强的弯转磁铁能让给定大小的环容纳更高能量的束流，所以迈向超导偶极的飞跃，直接就是探测能量范围的飞跃。大型强子对撞机靠它们运转，Tevatron 开创了它们，而任何拟议中的更大对撞机都依赖于把磁铁技术推得更远。顺带一提，同样的超导磁铁技术，正是医院里 MRI 扫描仪的动力。