¿Qué es un superconductor?

superconductividad es una propiedad mostrada por ciertos materiales a muy bajas temperaturas. Materiales que se encuentran los metales y sus aleaciones (estaño, aluminio, y otros), algunos de los semiconductores, y ciertas cerámicas conocido como cupratos que contienen cobre y átomos de oxígeno. Un conduce sin resistencia, una propiedad única. También rechaza los campos magnéticos perfectamente en un fenómeno conocido como efecto Meissner, perdiendo cualquier campo magnético interno que podría haber tenido antes de ser enfriado a una temperatura crítica. Debido a este efecto, los superconductores pueden hacerse ciertas flotar eternamente por encima de un fuerte campo magnético.

Para la mayoría de los materiales superconductores, la temperatura crítica es por debajo de 30 K (30 ° C por encima del cero absoluto). Sin embargo, algunos materiales, llamados superconductores de alta temperatura, hacer la transición de fase a la superconductividad a temperaturas críticas muy superior, por lo general superior a 70 K y, a veces tan altas como 138 K. Estos materiales son casi siempre cuprato cerámica perovskita. Que las propiedades de pantalla ligeramente diferente a otros superconductores, y la forma en que la transición a la superconductividad todavía no ha sido completamente explicadas. Algunas veces son llamados superconductores de Tipo II para distinguirlos de los de tipo convencional que los superconductores.

La teoría de la convencional, los superconductores de baja temperatura, sin embargo, es bien entendido. En un conductor, los electrones fluyen a través de una red iónica de los átomos, liberando parte de su energía a la red y calentar el material. Este flujo se llama electricidad. Debido a que los electrones están continuamente chocando contra la red, algo de su energía se pierde y la corriente eléctrica disminuye en intensidad a medida que viaja a través del conductor. Esto es lo que entendemos por resistencia eléctrica de .

En un superconductor, el de obligar a los electrones fluyen entre sí en los acuerdos llamados pares de Cooper, que debe recibir una sacudida considerable de energía que se disgregan. Los electrones en pares de Cooper presentan propiedades superfluidic, que fluye sin cesar, sin resistencia. El frío extremo del superconductor significa que sus miembros no los átomos están vibrando con intensidad suficiente para romper los pares de Cooper de separación. En consecuencia, los pares de Cooper permanecer indefinidamente en régimen de servidumbre entre sí, siempre que la temperatura se mantiene por debajo del valor crítico.

electrones en pares de Cooper se atraen entre sí mediante el intercambio de fonones, las unidades de cuantización de la vibración, dentro de la red vibración de los materiales superconductores. Los electrones no puede enlazar directamente el uno al otro en la forma en que los nucleones hacen porque no sienten la llamada fuerza fuerte , el pegamento que mantiene los protones y neutrones juntos en el núcleo. Además, los electrones están cargados negativamente y, por tanto se repelen entre sí si se ponen muy juntos. Sin embargo, cada electrón aumenta ligeramente la carga de la red atómica que lo rodea, creando un dominio de la carga neta positiva, que a su vez atrae a otros electrones. La dinámica de la vinculación de Cooper en los superconductores convencionales fue descrita matemáticamente por la teoría BCS de , desarrollado en 1957 por John Bardeen, Leon Cooper y Robert Schrieffer.

Como seguimos descubriendo nuevos materiales superconductores que a temperaturas más altas, nos estamos acercando al descubrimiento de un material que se integrará con nuestras redes de energía y los diseños electrónicos sin incurrir en enormes proyectos de ley de refrigeración. Un avance importante fue en 1986 cuando J. G. Bednorz y K. A. Müller descubrió los superconductores de alta temperatura, aumento de la temperatura crítica suficiente como para que la frialdad necesaria se podría lograr con nitrógeno líquido en lugar de con helio líquido caro. Si pudiéramos descubrir un superconductor de temperatura aún más impresionantes de alta, tal vez sería económicamente viable para transmitir energía eléctrica a distancias muy largas, sin ninguna pérdida de potencia. Una variedad de otras aplicacionesexisten en los aceleradores de partículas, motores, transformadores, almacenamiento de energía, filtros magnéticos, fMRI de escaneo, y la levitación magnética

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