Superconductividad

SUPERCONDUCTIVIDAD
¿Qué es la superconductividad?
Todavía no existe una teoría que describa el comportamiento los superconductores de alta temperatura crítica.
Para visualizarlo de una forma muy sencilla, uno puede pensar que en general  la materia sólida está compuesta por una red de átomos que oscilan y que los electrones se mueven  sobre esta red, sobre todo los electrones que están másalejados de los núcleos de los átomos. A altas temperaturas (20 ºC) las oscilaciones de la red son muy grandes y los electrones chocan continuamente con estos átomos produciendo resistencia a su movimiento. A medida que bajamos la temperatura las oscilaciones de los átomos disminuye y la resistencia al movimiento también; y por debajo de una temperatura crítica propia del material (Tc) los electronesya no chocan con los átomos que forman la red y se mueven libremente por él, es decir ya no hay ninguna resistencia a su paso. 
En superconductividad la temperatura crítica (Tc) es la temperatura a partir de la cual, si se sigue enfriando la sustancia, el material se vuelve superconductor; es decir, deja de tener resistencia eléctrica alguna.
El material se convirtió en superconductor. Recuerden que esto es solo una forma muy simplificada de ver fenómeno, para poder explicarlo correctamente es necesario conceptos de mecánica cuántica y física de estado sólido nada intuitivos.
La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otrosdefectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica.
Características de un superconductor
Son dos las características que definen a un superconductor, una que ya la vimos es su  resistenciacero (Fig. 1) o conductividad infinita y la otra que el campo magnético inducido es cero (Fig. 2) dentro de un superconductor cuando este es enfriado por debajo de su temperatura crítica en un débil campo magnético externo (el flujo magnético es expedido del superconductor). Este efecto es llamado Meissner-Ochsenfel y es el que permite que los imanes leviten sobre un superconductor.                    Fig1.     Resistencia  cero.                                                   Fig. 2  Efecto Meissener

El campo magnético distingue dos tipos de superconductores: los de tipo I, que no permiten en absoluto que penetre un campo magnético externo (lo cual conlleva un esfuerzo energético alto, e implica la ruptura brusca del estado superconductor si se supera la temperatura crítica), y los de tipo II,que son superconductores imperfectos, en el sentido en que el campo realmente penetra a través de pequeñas canalizaciones denominadas vórtices de Abrikosov, o fluxones. Estos dos tipos de superconductores son de hecho dos fases diferentes que fueron predichas por Lev Davidovich Landau y Aleksey Alekséyevich Abrikósov.
Cuando a un superconductor de tipo II le aplicamos un campo magnético externodébil lo repele perfectamente. Si lo aumentamos, el sistema se vuelve inestable y prefiere introducir vórtices para disminuir su energía. Éstos van aumentando en número colocándose en redes de vórtices que pueden ser observados mediante técnicas adecuadas. Cuando el campo es suficientemente alto, el número de defectos es tan alto que el material deja de ser superconductor. Éste es el campo críticoque hace que un material deje de ser superconductor y que depende de la temperatura.
La aparición del superdiamagnetismo es debida a la capacidad del material de crear supercorrientes. Éstas son corrientes de electrones que no disipan energía, de manera que se pueden mantener eternamente sin obedecer el Efecto Joule de pérdida de energía por generación de calor. Las corrientes...