Superconductores


Introducción

Los conductores normales presentan pérdidas cuando circulan corrientes en su interior. Esto se debe a que la resistencia que poseen al paso de una corriente eléctrica, transforma parte de la energía eléctrica en energía térmica. Existen unos materiales, que al enfrentarse a temperaturas bajas, esencialmente bajo la temperatura crítica, presentan un fenómeno en el cual laresistencia eléctrica disminuye rápidamente hasta llegar a cero, cuando se da este fenómeno decimos que el material está en su estado superconductor. Los superconductores, presentan una propiedad esencial, la cual se conoce como el Efecto Meissner, que consiste en la expulsión de campo magnético, produciendo la levitación magnética.
Cuando el material pasa del estado normal al estado superconductor, elcambio en la resistividad puede ser muy abrupto y se produce lo que en física se denomina "cambio de fase". Si miramos el material a una temperatura mayor que la crítica, encontraremos propiedades marcadamente distintas a las que veremos a temperaturas menores que la crítica.
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Superconductores

La superconductividad es la capacidad de conducir corriente eléctrica sin resistencia nipérdida de energía, esta propiedad la poseen ciertos materiales, bajo ciertas condiciones.
La resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica disminuye considerablemente a medida que la temperatura disminuye, habiendo casos en que llega a un límite cercano a cero, como es el caso de conductores ordinarios como el cobre y la plata, pero siempreperdiendo algún grado de energía, debido a impurezas y otros defectos. Pero existen materiales que presentan una resistencia que disminuye abruptamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable en condiciones de superconductor puede persistir indefinidamente sin una fuente de alimentación, debido a que no haypérdidas de energía eléctrica.
Los superconductores tienen una temperatura llamada temperatura de transición, debajo de la cual presentan el fenómeno de la superconductividad. 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,normalmente, no ocurre en metales nobles como el cobre y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos. Pero en ciertos casos, el oro se clasifica como superconductor; por sus funciones y los mecanismos aplicados; 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 elsuperconductor no tiene necesariamente que ser conductor a temperaturas normales.
Las propiedades que cambian en la transición del estado normal al estado superconductor son principalmente las propiedades magnéticas. En el estado superconductor puro prácticamente no hay penetración de flujo magnético en el material y los efectos termoeléctricos desaparecen.




La superconductividad fue descubiertaen el siglo XX, en el año 1911 el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes 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 tardeel premio Nobel de física. Durante los primeros años el fenómeno fue conocido como supraconductividad. En 1913 Heike Kamerlingh Onnes se dio cuenta de que si la superconductividad pudiese tener alguna aplicación práctica, la temperatura crítica TC, temperatura que marca el inicio del estado superconductor, y el campo magnético crítico tendrían que incrementarse dramáticamente.
Por muchos años la...