Superconductividad

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  • Publicado : 20 de octubre de 2010
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Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida de energía en determinadas condiciones.

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. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Aligual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de la mecánica cuántica.

La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad no ocurre en metales nobles como el oro y laplata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos.

Un superconductor tiene dos características esenciales. Por debajo de una temperatura crítica característica (Tc), dependiente de la naturaleza y estructura del material, los superconductores exhiben resistencia cero al flujo de electricidad y pueden expulsar el flujo magnético de su interior, dando lugar al fenómeno de levitación magnética.El primer superconductor, mercurio, descubierto en 1911 por G. Holst y K. Onnes, sólo lo era a temperaturas inferiores a 4.2 K (-268 °C) y a principios de 1986 el récord de temperatura crítica estaba en 23 K correspondiente al compuesto Nb3Ge. La rata de crecimiento había sido de 0.3 grados por año y los superconductores a temperatura ambiente parecían inalcanzables.

A finales de 1986la comunidad científica internacional fué sorprendida cuando J. G. Berdnorz y K. A. Müller, del centro de investigaciones de la IBM en Zurich, observaron una Tc -35 K en el compuesto de óxido de Cobre, Bario y Lantano (BaLaCuO) sintetizado con anterioridad (1983) por el grupo de B. Raveau y C. Michel en Francia. La euforia desatada por este descubrimiento condujo a que poco tiempo después, sedescubriera que la Tc podía seguir subiendo lo que llevó al descubrimiento de nuevos materiales superconductores, con Tc por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido (-77 K).

Se despertaron entonces atrevidas esperanzas que fueron sofocadas relativamente pronto por varias dificultades tanto en el plano teórico, donde los conocimientos acumulados sobre el estado superconductor hasta1986 fueron incapaces de describir la superconductividad de alta Tc, como en lo referente a las aplicaciones, puesto que el estado superconductor se destruye al ser sometido a un campo magnético, cosa que debe hacerse en muchas de las aplicaciones concebibles.

Diez años después, cuando la euforia inicial ha cedido y las noticias de éxitos sensacionalistas se han vuelto escasas, muchas ideasnovedosas relativas a las características de los nuevos cupratos superconductores se han decantado elevando significativamente el nivel del conocimiento, y a pesar de las dificultades anotadas anteriormente estos cupratos se utilizan ya en la microelectrónica, por ejemplo como sensores de campo magnético (SQUID: interferómetro cuántico superconductor), filtros, resonadores etc.

Y ¿PARA QUESIRVEN?

Si algún día los superconductores de temperatura ambiente llaman a nuestra puerta nos veremos inmersos en una revolución tecnología sin precedentes. Pero aunque no lo hagan, ya existen muchos equipos que utilizan la superconductividad en su funcionamiento.

Un pequeño imán cilíndrico flota por encima de un superconductor. El vapor es nitrógeno líquido en ebullición, que mantiene al...
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