Definición:
- La
superconductividad es un fenómeno que denota el estado en el cual
la
resistencia eléctrica de ciertos materiales de forma repentina
hasta
llegar a cero, es decir, la superconductividad es la capacidad intrínseca que
poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía
en determinadas condiciones.Heike Kamerlingh Onnes. Descubridor de la superconductividad en 1911
Propidades magnéticas de los superconductores
Hay algunas características de los materiales superconductores del tipo metálico (primera parte del cuadro 1, que no cambian con la transición al estado superconductor, entre ellas podemos señalar las siguientes:
1) El patrón de difracción de los rayos X no cambia. Esto indica que no hay cambio en la simetría de la red cristalina. Tampoco hay cambio en la intensidad del patrón de difracción, lo que indica que prácticamente no hay cambio en la estructura electrónica.
2) No hay cambio apreciable en las propiedades ópticas del material, aunque éstas están usualmente relacionadas con la conductividad eléctrica.
3) En ausencia de un campo magnético aplicado sobre la muestra, no hay calor latente en la transición.
Por otro lado, hablando de los materiales de la primera parte del cuadro 1, hay algunas propiedades que cambian en la transición al estado superconductor como: a) Las propiedades magnéticas (que cambian radicalmente). En el estado superconductor puro prácticamente no hay penetración de flujo magnético en el material; b) el calor específico, que cambia discontinuamente a la temperatura de transición. En presencia de un campo magnético se produce también un calor latente de la transformación; c) todos los efectos termoeléctricos desaparecen en el estado superconductor, y d) la conductividad térmica cambia discontinuamente cuando se destruye la superconductividad en presencia de un campo magnético.
CUADRO 1.
Nuevos descubrimientos a partir de H.K Onnes.
En 1933, W. Meissner y R. Oschenfeld encontraron experimentalmente que un superconductor se comporta de manera tal que nunca permite que exista un campo de inducción magnética en su interior. En otras palabras, no permite que un campo magnético penetre en su interior. El campo magnético en el interior de un superconductor no sólo está congelado, sino que vale siempre cero.
Esquema explicativo de las diferencias entre un material "conductor perfecto" y otro "superconductor"
Para entender más claramente la diferencia entre un conductor perfecto y un superconductor; veamos qué ocurre cuando tratamos de magnetizar un conductor perfecto y cuando tratamos de magnetizar un superconductor.
Consideremos primero al conductor perfecto, esto es, pensemos que la transición nos lleva únicamente a un estado de resistencia cero sin el efecto Meissner-Oschenfeld.
Ahora consideremos que la transición, además de llevar la muestra a un estado de resistencia eléctrica cero, nos indica la existencia del efecto Meissner-Oschenfeld.
Aplicaciones.
1) La producción de grandes campos magnéticos. Al decir grandes nos referimos tanto a una gran intensidad del campo magnético como al espacio en el cual se crea el campo.
2) La fabricación de cables de transmisión de energía. Aunque éstos ya se manufacturan a partir de los superconductores convencionales (no de los nuevos superconductores cerámicos), actualmente no son competitivos comercialmente con respecto a los cables aéreos normales, a menos de que cubran una gran distancia (de cientos de kilómetros). En los casos en que las líneas de transmisión deben ser subterráneas, habría cierta ventaja económica con la utilización de los cables superconductores.
3) La fabricación de componentes en circuitos electrónicos. Estos dispositivos electrónicos fueron ideados originalmente con la intención de utilizar la transición de estado normal a estado superconductor como un interruptor, mas resultaron decepcionantes con respecto a los logros alcanzados por los transistores de películas delgadas y se ha abandonado su uso en este aspecto. Este panorama puede cambiar con el descubrimiento de los nuevos materiales superconductores cerámicos. Cabe mencionar que son de gran interés los dispositivos basados en la utilización del llamado "efecto Josephson" (que es el efecto de "tunelamiento" conocido por la mecánica cuántica, pero de corriente de superconductividad aun en ausencia de un voltaje aplicado). Resultan superiores a otras tecnologías y tienen un gran campo de aplicación que va desde la detección de señales del infrarrojo lejano que provienen del espacio exterior, hasta pequeñísimos campos magnéticos que se producen en el cerebro humano. También la corriente Josephson a voltaje cero depende fuertemente de un campo magnético aplicado, lo que lleva a la posibilidad de tener un interesante interruptor para circuitos lógicos en las computadoras.
