Superconductividad
es una propiedad que muestran ciertos materiales a muy bajas temperaturas.
Los materiales que tienen esta propiedad incluyen metales y sus aleaciones.
(estaño, aluminio y otros), algunos semiconductores y ciertas cerámicas
conocidos como cupratos que contienen átomos de cobre y oxígeno. A
superconductor conduce la electricidad sin resistencia, un
propiedad. También repele perfectamente los campos magnéticos en un fenómeno.
conocido como el efecto Meissner, perdiendo cualquier campo magnético interno
podría haber tenido antes de ser enfriado a una temperatura crítica. Porque
de este efecto, algunos pueden flotar sin cesar por encima de un fuerte
campo magnético.
Ayudas
la mayoría de los materiales superconductores, la temperatura crítica está por debajo de aproximadamente
30 K (aproximadamente -406 ° F o -243 ° C). Algunos materiales, llamados
superconductores de alta temperatura, hacen la transición de fase a este
estado a temperaturas críticas mucho más altas, típicamente superiores a 70 K
(aproximadamente -334 ° F o -203 ° C) y, a veces, tan alto como 138 K
(aproximadamente -211 ° F o -135 ° C). Estos materiales son casi
siempre cerámica de cuprato-perovskita. Se muestran ligeramente diferentes
propiedades que otros superconductores, y la forma en que hacen la transición ha
todavía no se ha explicado del todo. A veces se les llama Tipo II
superconductores para distinguirlos del tipo más convencional
I.
Ofrecemos la
La teoría de los superconductores convencionales de baja temperatura, sin embargo, es
bien entendido. En un conductor, los electrones fluyen a través de un iónico.
red de átomos, liberando parte de su energía en la red y
calentando el material. Este flujo se llama electricidad. Porque el
los electrones chocan continuamente contra la red, algunos de sus
se pierde energía y la corriente eléctrica disminuye en intensidad a medida que
viaja a lo largo del conductor. Esto es lo que se entiende por eléctrico.
resistencia en la conducción.
In
un superconductor, los electrones que fluyen se unen entre sí en
arreglos llamados pares de Cooper, que deben recibir una sacudida sustancial
de energía para romper. Los electrones en pares de Cooper exhiben
propiedades superfluidas, fluyendo sin cesar sin resistencia. La
frío extremo significa que los átomos de sus miembros no vibran intensamente
lo suficiente como para romper los pares de Cooper. En consecuencia, los pares permanecen
unidos indefinidamente entre sí siempre que la temperatura se mantenga por debajo
el valor crítico.
Electrones
en los pares de Cooper se atraen a través del intercambio de fonones,
unidades cuantificadas de vibración, dentro del entramado vibratorio del
material. Los electrones no pueden unirse directamente entre sí de la manera que
los nucleones lo hacen porque no experimentan el llamado
fuerza fuerte, el «pegamento» que contiene protones y
neutrones juntos en el núcleo. Además, los electrones son todos
cargados negativamente y, en consecuencia, se repelen entre sí si se vuelven demasiado
muy juntos. Cada electrón aumenta ligeramente la carga del
red atómica que lo rodea, sin embargo, creando un dominio de red
carga positiva que a su vez atrae a otros electrones. La dinámica de
Se describió el emparejamiento de Cooper en superconductores convencionales
matemáticamente por la teoría de superconducción BCS, desarrollada en 1957
por John Bardeen, Leon Cooper y Robert Schrieffer.
As
Los científicos siguen descubriendo nuevos materiales que se superconducen a mayor
temperaturas, se acercan al descubrimiento de un material que
integrarse con nuestras redes eléctricas y diseños electrónicos sin incurrir en
enormes facturas de refrigeración. En 1986 se logró un avance importante cuando
JG Bednorz y KA Müller descubrieron los que trabajan en
temperaturas más altas, elevando la temperatura crítica lo suficiente como para que la
la frialdad necesaria podría lograrse con nitrógeno líquido en lugar de
con helio líquido caro. Si los investigadores pudieran descubrir más
materiales que podrían usarse de esta manera, tal vez se convierta en
económicamente factible para transmitir energía eléctrica durante mucho tiempo
distancias sin pérdida de potencia. Una variedad de otras aplicaciones también
existen en aceleradores de partículas, motores, transformadores, almacenamiento de energía,
filtros magnéticos, exploración fMRI y levitación magnética