SUPERCONDUCTORES

Superconductores

Existe una clase de metales y de compuestos cuya resistencia disminuye hasta cero cuando llegan a una cierta temperatura T_C, conocida como temperatura critica. Estos materiales se conocen como superconductores. La grafica resistencia-temperatura para un superconductor sigue la de un metal normal cuando su temperatura está por arriba de T_C . Cuando la temperatura es T_C o inferior, la resistividad súbitamente cae hasta cero, este fenómeno fue descubierto en 1911 por el físico holandés Heike Kamerlingh-Onnes (1853-1926) mientras trabajaba con mercurio, que es un superconductor a temperaturas inferiores a 4.2 K. Mediciones recientes han demostrado que la resistividad de los superconductores por debajo de sus valores T_C  son inferiores a 4 x 10^-25 Ω * m, es decir, alrededor de 10¹⁷ veces menores que la resistividad del cobre, y que en la práctica se consideran igual a cero.

Hoy día se conocen miles de superconductores, las temperaturas críticas de los superconductores recientemente descubiertos son sustancialmente más elevados de lo que se pensaba posible en un principio. Se reconocen dos tipos de superconductores. Los más recientemente identificados son en esencia materiales cerámicos de altas temperaturas críticas, en tanto que los materiales superconductores, como los observados por Kamerlingh-Onnes, son metales. Si llegara a identificarse un superconductor a la temperatura ambiente, su impacto sobre la tecnología seria tremendo.

El valor de T_C es sensible a la composición química, a la presión y a la estructura molecular. Es interesante hacer notar que el cobre, la plata y el oro, que son excelentes conductores, no exhiben características de superconductividad.

Temperaturas críticas de varios superconductores

Material	TC(K)
HgBa2Ca2Cu3O8	134
Ti-Ba-Ca-Cu-O	125
Bi-Sr-Ca-Cu-O	105
YBa2Cu3O7	92
Nb3Ge	23.2
Nb3Sn	18.05
Nb	9.46
Pb	7.18
Hg	4.15
Sn	3.72
Al	1.19
Zn	0.88

Una de las características verdaderamente notables de los superconductores es que una vez que se ha establecido en ellos una corriente, persiste sin necesidad de una diferencia de potencial aplicada (ya que R=0). Se han observado corrientes estables que persisten en circuitos superconductores durante varios años ¡sin un decaimiento aparente!

Una aplicación importante y útil de la superconductividad es el desarrollo de imanes superconductores, en las cuales las magnitudes del campo magnético son aproximadamente diez veces mayores a las producidas por los mejores electroimanes normales. Se esta pensando utilizar estos imanes superconductores como medio para almacenar energía. Los imanes superconductores están siendo utilizados actualmente en unidades para la obtención de imágenes por resonancia magnética en el campo de la medicina (MRI, por sus siglas en ingles), que producen imágenes de alta calidad de los órganos internos sin necesidad de una excesiva exposición de los pacientes a los rayos X o a otras radiaciones dañinas.