Superconductores
Páginas: 6 (1432 palabras)
Publicado: 3 de junio de 2012
¿Qué es la superconductividad?
Los superconductores son unos materiales capaces de permitir el paso de la corriente eléctrica presentando una resistencia prácticamente nula. Cuando fluye corriente a través de un superconductor, no se produce ninguna pérdida de energía eléctrica. Un ejemplo claro de ello es, imaginemos un columpio, con el cual se puede hacer una buena analogía de lasuperconductividad. Por muy fuerte que se empuje un columpio, este siempre se acabará deteniéndose. La energía suministrada por nuestros brazos se perderá por rozamiento de columpio con el aire, y mas significativamente por fricción de las cadenas o engranajes con la estructura que soporta el columpio, y por efecto de la gravedad terrestre. Ahora imaginemos un columpio que nunca se detuviera. Una vezempujado seguiría oscilando eternamente. En un conductor convencional, un impulso de corriente eléctrica se atenuaría rápidamente hasta desaparecer debido a la resistencia. Sin embargo en un superconductor la corriente puede fluir eternamente, puesto que no hay nada que se ponga a ello.
Cabe destacar que los superconductores tiene una temperatura llamada temperatura de transición, debajo de la cualpresentan el fenómeno de la superconductividad; hay que mencionar que el fenómeno se ha observado también en ciertos materiales cerámicos que normalmente (a temperatura ambiente), son aisladores (no conducen la corriente eléctrica); es decir que el superconductor no tiene necesariamente que ser conductor a temperaturas normales.
La teoría BCS de la superconductividad:
Lateoría microscópica estándar de la superconductividad es la teoría BCS, llamada así en honor a K. Bardeen, L. Cooper y J.R. Schrieffer (en la imagen de forma respectiva), que la propusieron en 1957 ( y por la cual les fue concedido el premio Nobel en 1972). Explica perfectamente las propiedades de los materiales superconductores habituales de baja temperatura crítica. El concepto básico de lateoría BCS es la idea del emparejamiento: a una temperatura lo suficientemente baja, los electrones del metal se asocian en pares, llamados pares de Cooper, análogos a moléculas. Para romper un par hay que suministrar una energía por lo menos igual a su energía de enlace. No es de extrañar, pues que el superconductor no pueda absorber energías inferiores a un cierto valor critico (llamado bandaprohibida del superconductor).
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un metal ordinario, los electrones en movimiento pueden ser desviados por impurezas o por los movimientos de la red cristalina. Estas colisiones son responsables de la resistencia eléctrica del metal. pero cuando se hace pasar a un superconductor por una corriente eléctrica, los pares de Cooper se mueven de un modo coherente.Simplificado, todos ellos, efectúan el mismo movimiento al unísono.
Superconductividad; contexto histórico.
❖ En 1911, el físico holandés Kammerlingh Onnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio adquiría un valor de cero cuando éste se enfriaba a una temperatura cercana al cero absoluto (4.2 grados Kelvin o menos 269 grados Celsius). De este modose descubrió el fenómeno de la superconductividad.
❖ Durante las primeras décadas del siglo pasado se llegó a pensar que la superconductividad quedaría sujeta sin remedio a muy bajas temperaturas (cercanas al 0 kelvin), sin embargo, a principio de los setenta se obtuvo un material superconductor (una aleación de niobio 3-germanio) a una temperatura crítica de 23 grados Kelvin, (Latemperatura crítica; es aquella a la que un material se hace superconductor).
❖ En 1986, el físico Karl Alex Müller, del laboratorio de IBM en Zurich, observó que un óxido cerámico, compuesto de bario, lantano y cobre tenía una temperatura crítica de 30 grados Kelvin. Estaba en marcha la carrera por obtener superconductores de “altas” temperaturas.
❖ En 1987, el grupo del doctor Chu, en...
Los superconductores son unos materiales capaces de permitir el paso de la corriente eléctrica presentando una resistencia prácticamente nula. Cuando fluye corriente a través de un superconductor, no se produce ninguna pérdida de energía eléctrica. Un ejemplo claro de ello es, imaginemos un columpio, con el cual se puede hacer una buena analogía de lasuperconductividad. Por muy fuerte que se empuje un columpio, este siempre se acabará deteniéndose. La energía suministrada por nuestros brazos se perderá por rozamiento de columpio con el aire, y mas significativamente por fricción de las cadenas o engranajes con la estructura que soporta el columpio, y por efecto de la gravedad terrestre. Ahora imaginemos un columpio que nunca se detuviera. Una vezempujado seguiría oscilando eternamente. En un conductor convencional, un impulso de corriente eléctrica se atenuaría rápidamente hasta desaparecer debido a la resistencia. Sin embargo en un superconductor la corriente puede fluir eternamente, puesto que no hay nada que se ponga a ello.
Cabe destacar que los superconductores tiene una temperatura llamada temperatura de transición, debajo de la cualpresentan el fenómeno de la superconductividad; hay que mencionar que el fenómeno se ha observado también en ciertos materiales cerámicos que normalmente (a temperatura ambiente), son aisladores (no conducen la corriente eléctrica); es decir que el superconductor no tiene necesariamente que ser conductor a temperaturas normales.
La teoría BCS de la superconductividad:
Lateoría microscópica estándar de la superconductividad es la teoría BCS, llamada así en honor a K. Bardeen, L. Cooper y J.R. Schrieffer (en la imagen de forma respectiva), que la propusieron en 1957 ( y por la cual les fue concedido el premio Nobel en 1972). Explica perfectamente las propiedades de los materiales superconductores habituales de baja temperatura crítica. El concepto básico de lateoría BCS es la idea del emparejamiento: a una temperatura lo suficientemente baja, los electrones del metal se asocian en pares, llamados pares de Cooper, análogos a moléculas. Para romper un par hay que suministrar una energía por lo menos igual a su energía de enlace. No es de extrañar, pues que el superconductor no pueda absorber energías inferiores a un cierto valor critico (llamado bandaprohibida del superconductor).
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un metal ordinario, los electrones en movimiento pueden ser desviados por impurezas o por los movimientos de la red cristalina. Estas colisiones son responsables de la resistencia eléctrica del metal. pero cuando se hace pasar a un superconductor por una corriente eléctrica, los pares de Cooper se mueven de un modo coherente.Simplificado, todos ellos, efectúan el mismo movimiento al unísono.
Superconductividad; contexto histórico.
❖ En 1911, el físico holandés Kammerlingh Onnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio adquiría un valor de cero cuando éste se enfriaba a una temperatura cercana al cero absoluto (4.2 grados Kelvin o menos 269 grados Celsius). De este modose descubrió el fenómeno de la superconductividad.
❖ Durante las primeras décadas del siglo pasado se llegó a pensar que la superconductividad quedaría sujeta sin remedio a muy bajas temperaturas (cercanas al 0 kelvin), sin embargo, a principio de los setenta se obtuvo un material superconductor (una aleación de niobio 3-germanio) a una temperatura crítica de 23 grados Kelvin, (Latemperatura crítica; es aquella a la que un material se hace superconductor).
❖ En 1986, el físico Karl Alex Müller, del laboratorio de IBM en Zurich, observó que un óxido cerámico, compuesto de bario, lantano y cobre tenía una temperatura crítica de 30 grados Kelvin. Estaba en marcha la carrera por obtener superconductores de “altas” temperaturas.
❖ En 1987, el grupo del doctor Chu, en...
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