superconductividad

Concepto
La superconductividad es un fenómeno que denota las propiedades de algunos compuestos que no oponen resistencia alguna al paso de corriente, ya que los electrones se desplazan sin colisiones y en zigzag a través de los cristales del átomo, es decir materiales con resistencia nula con los cuales se puede ahorrar la energía que se disipa en forma de calor en los otros conductores,debido a la colisión de los electrones entre sí y con los átomos del material. Además de lo anterior tienen otra característica importante que consiste en que expulsan de su interior los campos magnéticos mientras estos no sobrepasen un valor límite. Para el físico es una fascinante manifestación a gran escala de la mecánica cuántica.
La temperatura por debajo de la cual la resistencia eléctrica deun material se aproxima a cero absoluto se denomina temperatura crítica (Tc). Por encima de esta temperatura, al material se le conoce como normal, y por debajo de Tc, se dice que es superconductor. El estado superconductor también depende de otras variables, como son el campo magnético (B) y la densidad de corriente (J). De este modo, para que el material sea superconductor, la temperaturacritica del material, su campo magnético y su densidad de corriente no deben ser superadas de unos valores específicos para cada caso, ya que para cada material, superconductor existe una superficie crítica en el espacio de T.B. y J. Por consiguiente, el campo magnético aplicado necesario para restablecer la conductividad eléctrica normal en el superconductor se denomina campo crítico (Hc).
TeoríasTeorías que explican la superconductividad
Desde el descubrimiento de la superconductividad los científicos han intentado explicar el funcionamiento de los superconductores, pues la elaboración de una teoría que desvele los misterios de la superconductividad podría permitirles desarrollar nuevos y mejores superconductores y aprender más acerca de su comportamiento.
Aún no existe unaexplicación ampliamente aceptada de por qué se produce superconductividad a alta temperatura. Para las antiguas generaciones de superconductores con temperaturas críticas próximas al Cero Absoluto, basta la teoría BCS. Sin embargo, es preciso encontrar una teoría para los nuevos materiales que tenga en cuenta su importante actividad atómica. Es dudoso que se acepte a corto plazo una teoría completa de lasuperconductividad, puesto que existen superconductores con temperaturas críticas aún más altas que están en fase de experimentación. Sin embargo existen las siguientes:
Teoría BCS.
En 1957 tres investigadores, John Bardeen, Leon Cooper y J.R. Schrieffer, publicaron una teoría que intentaba explicar como funcionan los superconductores. Esta teoría recibió el nombre de teoría BCS, y los tresinvestigadores fueron galardonados por su trabajo.
No se debe olvidar que en 1957 aun no existían los superconductores de alta temperatura que hoy se están desarrollando. La teoría BCS intenta explicar la superconductividad a temperaturas próximas al Cero Absoluto. Cuando los materiales se refrigeran a estas temperaturas, el movimiento de sus átomos se reduce dramáticamente.
La teoría BCS afirmaque los electrones que fluyen a través de un superconductor se agrupan en pares debido a los fonones (Partículas asociadas a las vibraciones de la red cristalina), que crean una especie de pegamento subatómico. El par de electrones deja una estela al moverse a través de la red cristalina. Esta estela es aprovechada por los pares siguientes como camino a través de la red cristalina, evitandocolisiones con otras partículas, lo que obstaculizaría el flujo y generaría resistencia eléctrica (como ocurre con los conductores normales).
Supone que la actividad molecular de los átomos en la estructura cristalina del superconductor es muy reducida, cuando explica como los electrones pueden fluir a través de la red sin interferir con otras partículas. Esta teoría también explica porque el...