รถไฟแม็กเลฟ วิวัฒนาการของการขนส่งมวลชน ได้เปลี่ยนอารยธรรมมนุษย์โดยพื้นฐาน ในช่วงทศวรรษที่ 1860 ทางรถไฟข้ามทวีปได้เปลี่ยนเส้นทางที่ยาวนานหลายเดือนทั่วอเมริกา ให้กลายเป็นการเดินทางที่ยาวนาน 1 สัปดาห์ เพียงไม่กี่ทศวรรษต่อมา รถยนต์โดยสารทำให้สามารถกระดอนข้ามชนบทได้เร็วกว่า การขี่บนหลังม้ามาก และแน่นอน ในช่วงยุคสงครามโลกครั้งที่ 1 เที่ยวบินพาณิชย์เที่ยวแรก จะเริ่มเปลี่ยนแปลงการเดินทางของเราอีกครั้ง

ทำให้การเดินทางจากฝั่งหนึ่ง ไปยังอีกฝั่งหนึ่งใช้เวลาไม่กี่ชั่วโมง แต่การเดินทางด้วยรถไฟในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบันไม่ได้เร็วกว่า เมื่อศตวรรษที่แล้วมากนัก สำหรับวิศวกรที่กำลังมองหาความก้าวหน้าครั้งใหญ่ครั้งต่อไป รถไฟลอยน้ำ มหัศจรรย์ อาจเป็นเพียงตั๋ว ในศตวรรษที่ 21 มีไม่กี่ประเทศที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า ทรงพลังเพื่อพัฒนารถไฟความเร็วสูง ซึ่งเรียกว่า รถไฟแม็กเลฟ เป็นรถไฟที่ลอยอยู่เหนือทางเดิน โดยใช้หลักการพื้นฐานของแม่เหล็ก

เพื่อแทนที่ล้อเหล็กและรางรถไฟแบบเก่า ไม่ต้องพูดถึงแรงเสียดทานของราง หมายความว่ารถไฟเหล่านี้ สามารถทำความเร็วได้หลายร้อยไมล์ต่อชั่วโมง ความเร็วสูงเป็นเพียงประโยชน์หลักอย่างหนึ่งของรถไฟแม็กเลฟ เนื่องจากรถไฟแทบไม่แตะราง จึงมีเสียงรบกวน และแรงสั่นสะเทือนน้อยกว่ารถไฟเขย่าโลกทั่วไปมาก การสั่นสะเทือนและแรงเสียดทานที่น้อยลง ส่งผลให้กลไกเสียหายน้อยลง

หมายความว่ารถไฟแม็กเลฟมีโอกาสน้อยที่จะพบกับความล่าช้า เนื่องจากสภาพอากาศ สิทธิบัตรฉบับแรกสำหรับเทคโนโลยีแม่เหล็กลอย ถูกยื่นจดโดยเอมีล บาเชอแล วิศวกรชาวอเมริกันที่เกิดในฝรั่งเศสตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1910 ก่อนหน้านั้น ในปี 1904 โรเบิร์ต ก็อดดาร์ด ศาสตราจารย์ และนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันได้เขียนบทความโดยสรุปแนวคิด ของการลอยด้วยแม่เหล็ก ไม่นานก่อนที่วิศวกรจะเริ่มวางแผนระบบรถไฟ ตามวิสัยทัศน์แห่งอนาคตนี้

ในไม่ช้า พวกเขาเชื่อว่า ผู้โดยสารจะขึ้นรถที่ขับเคลื่อนด้วยพลังแม่เหล็ก และโหนสลิงจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งด้วยความเร็วสูง โดยไม่ต้องกังวลเรื่องการบำรุงรักษา และความปลอดภัยมากมายเหมือนทางรถไฟแบบดั้งเดิม ความแตกต่างอย่างมากระหว่างรถไฟแม็กเลฟกับรถไฟธรรมดา คือรถไฟแม็กเลฟไม่มีเครื่องยนต์ อย่างน้อยก็ไม่ใช่เครื่องยนต์ที่ใช้ดึงตู้รถไฟทั่วไป โดยจะไปตามรางเหล็ก

เครื่องยนต์สำหรับรถไฟแม็กเลฟนั้นค่อนข้างไม่ซับซ้อน โดยมีการแทนที่เชื้อเพลิงเก่าของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น ของขดลวดไฟฟ้าในผนังทางเดิน และรางจะรวมกันเพื่อขับเคลื่อนรถไฟ หากคุณเคยเล่นกับแม่เหล็ก คุณจะรู้ว่าขั้วตรงข้ามดึงดูดและเหมือนขั้วจะผลักกัน นี่คือหลักการพื้นฐานเบื้องหลัง การขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า โดยที่แม่เหล็กไฟฟ้าคล้ายกับแม่เหล็กอื่นตรงที่ดึงดูดวัตถุที่เป็นโลหะ แต่แรงดึงของแม่เหล็ก จะเกิดขึ้นเพียงชั่วคราว

คุณสามารถสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กได้ง่ายๆ โดยต่อปลายสายทองแดงเข้ากับขั้วบวก และขั้วลบของแบตเตอรี่ สิ่งนี้สร้างสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก หากคุณถอดปลายสายด้านใดด้านหนึ่ง ออกจากแบตเตอรี่ สนามแม่เหล็กจะหายไป สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นในการทดลองลวด และแบตเตอรี่นี้เป็นแนวคิดง่ายๆ ที่อยู่เบื้องหลังระบบรางรถไฟแม่เหล็ก มีสามองค์ประกอบในระบบนี้

แหล่งพลังงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ ขดลวดโลหะบุทางเดินหรือราง แม่เหล็กนำทางขนาดใหญ่ติดอยู่ที่ด้านล่างของรถไฟ เส้นทางแม็กเลฟ ขดลวดแม่เหล็กที่วิ่งไปตามรางที่เรียกว่า ทางเดินจะขับไล่แม่เหล็กขนาดใหญ่ที่ด้านล่างของรถไฟ ทำให้รถไฟลอยอยู่เหนือรางนำทางได้ ระหว่าง 0.39 ถึง 3.93 นิ้ว เมื่อรถไฟลอยได้ พลังงานจะถูกส่งไปยังขดลวดภายในผนังทางเดิน เพื่อสร้างระบบพิเศษของสนามแม่เหล็กที่ดึง และดันรถไฟไปตามทางเดิน

โดยที่กระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดในผนังทางเดิน จะสลับกันตลอดเวลาเพื่อเปลี่ยนขั้วของขดลวดแม่เหล็ก การเปลี่ยนแปลงขั้วนี้ทำให้สนามแม่เหล็กด้านหน้ารถไฟดึงรถไปข้างหน้า ในขณะที่สนามแม่เหล็กด้านหลังรถไฟ จะเพิ่มแรงผลักไปข้างหน้ามากขึ้น รถไฟแม็กเลฟลอยอยู่บนเบาะอากาศ ขจัดแรงเสียดทาน การขาดแรงเสียดทานและการออกแบบ ตามหลักอากาศพลศาสตร์ของรถไฟทำให้รถไฟเหล่านี้

โดยได้เข้าถึงความเร็วในการขนส่งภาคพื้นดิน อย่างไม่เคยมีมาก่อนที่มากกว่า 310 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือเร็วกว่ารถไฟโดยสารประจำทางที่เร็วที่สุดของแอมแทร็กถึง 2 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เครื่องบินพาณิชย์โบอิ้ง-777 ที่ใช้บินระยะไกลสามารถทำความเร็วสูงสุดได้ประมาณ 562 ไมล์ต่อชั่วโมง นักพัฒนากล่าวว่าในที่สุดรถไฟแม็กเลฟ จะเชื่อมโยงเมืองต่างๆที่อยู่ห่างกันถึง 1,000 ไมล์ ด้วยความเร็ว 310 ไมล์ต่อชั่วโมง

คุณสามารถเดินทางจากปารีส ไปยังโรมได้ในเวลาเพียง 2 ชั่วโมง รถไฟแม็กเลฟบางขบวนสามารถ ทำความเร็วได้มากกว่านั้น ในเดือนตุลาคม 2016 รถไฟหัวกระสุนแม็กเลฟ ของกลุ่มบริษัทรถไฟญี่ปุ่น ได้แล่นด้วยความเร็ว 374 ไมล์ต่อชั่วโมง ในช่วงเวลาสั้นๆความเร็วดังกล่าว ทำให้วิศวกรมีความหวังว่าเทคโนโลยีนี้ จะเป็นประโยชน์สำหรับเส้นทางที่ยาวหลายร้อยไมล์ เยอรมนีและญี่ปุ่นต่างพัฒนาเทคโนโลยีรถไฟแม็กเลฟ และทดสอบต้นแบบรถไฟของตน

แม้ว่าจะมีแนวคิดคล้ายกัน แต่รถไฟของเยอรมันและญี่ปุ่น ก็มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน ในเยอรมนีวิศวกรพัฒนาระบบกันสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่า ทรานสราพิด ในระบบนี้ด้านล่างของรถไฟจะพันรอบเหล็กแนวทาง แม่เหล็กไฟฟ้าที่ติดอยู่กับใต้ท้องรถไฟจะพุ่งขึ้นไปยังทางเดิน ซึ่งจะทำให้รถไฟลอยอยู่เหนือรางนำทางประมาณ 1/3 นิ้ว และทำให้รถไฟลอยได้แม้ในขณะที่ไม่ได้เคลื่อนที่

แม่เหล็กนำทางอื่นๆที่ฝังอยู่ในตัวรถไฟช่วยให้รถไฟมีเสถียรภาพระหว่างการเดินทาง เยอรมนีแสดงให้เห็นว่ารถไฟแม็กเลฟ ทรานสราพิด สามารถเข้าถึง 300 ไมล์ต่อชั่วโมง โดยมีคนอยู่บนรถ อย่างไรก็ตาม หลังจากเกิดอุบัติเหตุในปี 2549 และค่าใช้จ่ายที่มากเกินไปในเส้นทางสถานีกลางมิวนิกไปยังสนามบินที่เสนอ แผนการสร้างรถไฟแม็กเลฟในเยอรมนีก็ถูกล้มเลิกไปในปี 2551 ตั้งแต่นั้นมา เอเชียได้กลายเป็นศูนย์กลางของกิจกรรมแม่เหล็ก

บทความที่น่าสนใจ : ดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์เผยให้เห็นว่าดาวฤกษ์ดวงแรกเกิดประกายไฟ