ing. de sistemas
Páginas: 7 (1624 palabras)
Publicado: 3 de diciembre de 2013
¿Qué es un superconductor?
Para definir que es un superconductor, primero debemos definir que es la superconductividad:
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía cercanas a cero en determinadas condiciones.
Dicho esto podemos decir:
Un superconductor es un material queno opone resistencia al flujo de corriente eléctrica por él.
Historia de la Superconductividad
El descubrimiento:
En el siglo XIX se llevaron a cabo diversos experimentos para medir la resistencia eléctrica a bajas temperaturas, siendo James Dewar el primer pionero en este campo. Sin embargo, la superconductividad como tal no se descubriría hasta 1911, año en que el físicoholandés observó que la resistencia eléctrica del mercurio desaparecía bruscamente al enfriarse a 4 K (-269 °C), cuando lo que se esperaba era que disminuyera gradualmente hasta el cero absoluto. Gracias a sus descubrimientos, principalmente por su método para lograr la producción de helio líquido, recibiría dos años más tarde el premio Nobel de física. Durante los primeros años el fenómeno fue conocidocomo supraconductividad.
En 1913 se descubre que un campo magnético suficientemente grande también destruye el estado superconductor, descubriéndose tres años después la existencia de una corriente eléctrica crítica.
Puesto que se trata de un fenómeno esencialmente cuántico, no se hicieron grandes avances en la comprensión de la superconductividad, puesto que la comprensión y las herramientasmatemáticas de que disponían los físicos de la época no fueron suficientes para afrontar el problema hasta los años cincuenta. Por ello, la investigación fue hasta entonces meramente fenomenológica, como por ejemplo el descubrimiento del efecto Meissner en 1933 y su primera explicación mediante el desarrollo de la ecuación de London dos años más tarde por parte de los hermanos Fritz y Heinz London.Teorías Principales:
Los mayores avances en la comprensión de la superconductividad tuvieron lugar en los años cincuenta: en 1950 es publicada la teoría Ginzburg-Landau, y en 1957 vería la luz la teoría BCS.
Teoría BCS (Bardeen, Cooper y Schrieffer): Se basa en que los electrones se aparean formando un par de fermiones que se comporta como un bosón. Esta pareja se denomina par de Cooper y suenlace está justificado en las interacciones de los electrones entre sí mediada por la estructura cristalina del material
Fenómenos que explica:
La existencia de una temperatura crítica, por debajo de la cual el material pasa al estado superconductor.
La existencia de una discontinuidad en el calor específico al pasar al estado superconductor, con el hecho notable de que, independientementedel material, en el estado superconductor es 2.43 veces mayor que en el normal (para T = Tc).
El efecto Meissner, descubierto 24 años antes, y por el cual el campo magnético es expulsado del interior del material superconductor, dando lugar a efectos muy populares, como la levitación de imanes.
El efecto isotópico, descubierto 7 años antes, y según el cual se dice que, para distintos isótoposde un elemento superconductor dado, la temperatura crítica es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del número másico: cuanto más pesados son los iones positivos, más difícil es alcanzar el estado superconductor. Este efecto jugó un papel muy importante, porque indicó que el estado superconductor tenía algo que ver con la red cristalina, y no tanto con interacciones como el acoplamientoespín-órbita o el acoplamiento espín-espín.
Limitaciones:
No lograr explicar todos los superconductores.
No lograr predecir que materiales serán superconductores.
Teoría Ginzburg-Landau: La teoría de Ginzburg-Landau es en cierto modo una generalización de las ideas de los hermanos London y se desarrolla en la línea de la teoría de Landau. Se caracteriza por centrarse más en la...
Para definir que es un superconductor, primero debemos definir que es la superconductividad:
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía cercanas a cero en determinadas condiciones.
Dicho esto podemos decir:
Un superconductor es un material queno opone resistencia al flujo de corriente eléctrica por él.
Historia de la Superconductividad
El descubrimiento:
En el siglo XIX se llevaron a cabo diversos experimentos para medir la resistencia eléctrica a bajas temperaturas, siendo James Dewar el primer pionero en este campo. Sin embargo, la superconductividad como tal no se descubriría hasta 1911, año en que el físicoholandés observó que la resistencia eléctrica del mercurio desaparecía bruscamente al enfriarse a 4 K (-269 °C), cuando lo que se esperaba era que disminuyera gradualmente hasta el cero absoluto. Gracias a sus descubrimientos, principalmente por su método para lograr la producción de helio líquido, recibiría dos años más tarde el premio Nobel de física. Durante los primeros años el fenómeno fue conocidocomo supraconductividad.
En 1913 se descubre que un campo magnético suficientemente grande también destruye el estado superconductor, descubriéndose tres años después la existencia de una corriente eléctrica crítica.
Puesto que se trata de un fenómeno esencialmente cuántico, no se hicieron grandes avances en la comprensión de la superconductividad, puesto que la comprensión y las herramientasmatemáticas de que disponían los físicos de la época no fueron suficientes para afrontar el problema hasta los años cincuenta. Por ello, la investigación fue hasta entonces meramente fenomenológica, como por ejemplo el descubrimiento del efecto Meissner en 1933 y su primera explicación mediante el desarrollo de la ecuación de London dos años más tarde por parte de los hermanos Fritz y Heinz London.Teorías Principales:
Los mayores avances en la comprensión de la superconductividad tuvieron lugar en los años cincuenta: en 1950 es publicada la teoría Ginzburg-Landau, y en 1957 vería la luz la teoría BCS.
Teoría BCS (Bardeen, Cooper y Schrieffer): Se basa en que los electrones se aparean formando un par de fermiones que se comporta como un bosón. Esta pareja se denomina par de Cooper y suenlace está justificado en las interacciones de los electrones entre sí mediada por la estructura cristalina del material
Fenómenos que explica:
La existencia de una temperatura crítica, por debajo de la cual el material pasa al estado superconductor.
La existencia de una discontinuidad en el calor específico al pasar al estado superconductor, con el hecho notable de que, independientementedel material, en el estado superconductor es 2.43 veces mayor que en el normal (para T = Tc).
El efecto Meissner, descubierto 24 años antes, y por el cual el campo magnético es expulsado del interior del material superconductor, dando lugar a efectos muy populares, como la levitación de imanes.
El efecto isotópico, descubierto 7 años antes, y según el cual se dice que, para distintos isótoposde un elemento superconductor dado, la temperatura crítica es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del número másico: cuanto más pesados son los iones positivos, más difícil es alcanzar el estado superconductor. Este efecto jugó un papel muy importante, porque indicó que el estado superconductor tenía algo que ver con la red cristalina, y no tanto con interacciones como el acoplamientoespín-órbita o el acoplamiento espín-espín.
Limitaciones:
No lograr explicar todos los superconductores.
No lograr predecir que materiales serán superconductores.
Teoría Ginzburg-Landau: La teoría de Ginzburg-Landau es en cierto modo una generalización de las ideas de los hermanos London y se desarrolla en la línea de la teoría de Landau. Se caracteriza por centrarse más en la...
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