Propiedades de los Superconductores
El material superconductor muestra algunas propiedades extraordinarias que los hacen muy importantes para la tecnología moderna. La investigación continúa para comprender y utilizar estas propiedades extraordinarias de los superconductores en diversos campos tecnológicos. A continuación se enumeran dichas propiedades de los superconductores-
Cero Resistencia Eléctrica (Conductividad Infinita)
Efecto Meissner: Expulsión del campo magnético
Temperatura Crítica/Temperatura de Transición
Campo Magnético Crítico
Corrientes Persistentes
Corrientes de Josephson
Corriente Crítica
Cero Resistencia Eléctrica o Conductividad Infinita
En el estado superconductor, el material superconductor muestra cero resistencia eléctrica (conductividad infinita). Cuando una muestra de material superconductor se enfría por debajo de su temperatura crítica/temperatura de transición, su resistencia disminuye repentinamente a cero. Por ejemplo, el mercurio muestra cero resistencia por debajo de 4K.
Efecto Meissner (Expulsión del Campo Magnético)
Un superconductor, cuando se enfría por debajo de la temperatura crítica Tc, expulsa el campo magnético y no permite que penetre en su interior. Este fenómeno en los superconductores se llama efecto Meissner. El efecto Meissner se muestra en la figura siguiente-
Temperatura Crítica/Temperatura de Transición
La temperatura crítica de un material superconductor es la temperatura a la cual el material cambia de un estado conductor normal a un estado superconductor. Esta transición del estado conductor normal (fase) al estado superconductor (fase) es súbita/completa. La transición del mercurio del estado conductor normal al estado superconductor se muestra en la figura siguiente.
Campo Magnético Crítico
El estado superconductor/fase, de un material superconductor, se rompe cuando el campo magnético (externo o producido por la corriente que fluye en el superconductor mismo) aumenta más allá de un cierto valor y la muestra comienza a comportarse como un conductor ordinario. Este cierto valor del campo magnético más allá del cual el superconductor vuelve a su estado ordinario, se llama campo magnético crítico. El valor del campo magnético crítico depende de la temperatura. A medida que la temperatura (por debajo de la temperatura crítica) disminuye, el valor del campo magnético crítico aumenta. La variación del campo magnético crítico con la temperatura se muestra en la figura siguiente-
Corriente Persistente
Si un anillo hecho de un superconductor se coloca en un campo magnético por encima de su temperatura crítica, ahora se enfría el anillo de superconductor por debajo de su temperatura crítica y, si se retira el campo magnético, se induce una corriente en el anillo debido a su autoinducción. Según la ley de Lenz, la dirección de esta corriente inducida es tal que opone el cambio en el flujo que pasa a través del anillo. Como el anillo está en estado superconductor (cero resistencia), la corriente inducida en el anillo seguirá fluyendo, esto se llama corriente persistente. Esta corriente persistente produce un flujo magnético que hace que el flujo magnético que pasa a través del anillo sea constante.
Corriente de Josephson
Si dos superconductores están separados por una película fina de material aislante, que forma una unión de baja resistencia, se encuentra que los pares de Cooper (formados por interacción fonónica) de electrones, pueden tunelar de un lado de la unión al otro. La corriente, debido al flujo de tales pares de Cooper, se llama Corriente de Josephson.
Corriente Crítica
Cuando se pasa una corriente a través de un conductor en estado superconductor, se desarrolla un campo magnético. Si la corriente aumenta más allá de un cierto valor, el campo magnético aumenta hasta alcanzar el valor crítico, en el cual el conductor vuelve a su estado normal. Este valor de corriente se llama corriente crítica.
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