Un imán superconductor es un electroimán cuyas bobinas están hechas de un superconductor de tipo II. Puede crear fácilmente campos magnéticos estables de 100,000 Oersted (8,000,000 amperios por metro). Producen campos magnéticos más fuertes que los electroimanes de núcleo de hierro estándar y su funcionamiento cuesta menos.
Para comprender qué es un imán superconductor, es importante saber un poco sobre la superconductividad. Cuando ciertos metales y cerámicas se enfrían desde un rango de grados cercano al cero absoluto, pierden su resistencia eléctrica. Esta temperatura se llama temperatura crítica (Tc) y es diferente para cada material. Cuando no hay resistencia eléctrica, los electrones pueden vagar libremente por todo el material. El elemento puede contener grandes cantidades de corriente durante largos períodos de tiempo sin perder energía en forma de calor. Esta capacidad de mantener una carga eléctrica extrema se llama superconductividad.
La mayoría de los metales tienen una especie de estructura atómica tejida. Sus electrones se mantienen sueltos, por lo que pueden moverse fácilmente dentro y fuera del patrón tejido. A medida que los electrones se mueven, chocan con los átomos y pierden energía en forma de calor. Los metales pueden calentar y conducir la electricidad muy bien debido a esto. Es por eso que las ollas y sartenes y cosas como los hornos tostadores están hechos de metal.
En un superconductor, los electrones viajan en pares y se mueven entre los átomos, en lugar de chocar con ellos. Cuando un electrón cargado negativamente se mueve a través del tejido con átomos cargados positivamente, tira de esos átomos positivos. Otro electrón es atraído hacia la resistencia y se empareja con el electrón original. Constantemente se liberan y se unen con otros electrones, pero con poca o ninguna resistencia. Por esta razón, no pierden calor y energía como el metal estándar.
Los superconductores de tipo II son los que se utilizan en las bobinas de un imán superconductor. Un superconductor de tipo II alcanza Tc a una temperatura más baja que los superconductores de tipo I. Tienen una transición gradual de superconductores a su estado normal dentro de un campo magnético. Estas dos características les permiten conducir corrientes más altas que el tipo I.
Se puede utilizar un imán superconductor para la levitación magnética. En el efecto Meissner, se coloca un disco superconductor debajo de un imán y se enfría con nitrógeno líquido. El superconductor está abierto para aceptar una carga porque se enfría, el imán induce una corriente y, por lo tanto, un campo magnético en el superconductor, y el imán comienza a flotar sobre ese campo.
Se está investigando el uso de un imán superconductor para un sistema de trenes levitando. También se está considerando para fabricar imanes pequeños pero potentes que se utilizan para imágenes por resonancia magnética (IRM). Los planes a largo plazo incluyen el descubrimiento de materiales que puedan producir superconductividad sin congelarse. Si se descubre este material, cambiará el futuro de muchos campos, incluidos el transporte y la producción de energía.