Saiba mais sobre definição, tipos e usos de supercondutores
Um supercondutor é um elemento ou liga metálica que, quando resfriado abaixo de uma certa temperatura limite, o material perde drasticamente toda a resistência elétrica. Em princípio, os supercondutores podem permitir que a corrente elétrica flua sem perda de energia (embora, na prática, um supercondutor ideal seja muito difícil de produzir). Esse tipo de corrente é chamado de supercorrente.
A temperatura limite abaixo da qual um material passa para um estado supercondutor é designada como T c , que significa temperatura crítica. Nem todos os materiais se transformam em supercondutores, e os materiais que cada um têm seu próprio valor de T c .
Tipos de supercondutores
Tipo I supercondutores agir como condutores à temperatura ambiente, mas quando arrefecida abaixo da T c , o movimento molecular dentro do material reduz o suficiente para que o fluxo da corrente pode mover-se livremente.
Os supercondutores do tipo 2 não são particularmente bons condutores à temperatura ambiente; a transição para um estado de supercondutor é mais gradual do que os supercondutores do tipo 1.
O mecanismo e a base física para essa mudança de estado ainda não são totalmente compreendidos.
Os supercondutores do tipo 2 são tipicamente compostos e ligas metálicas.
Descoberta do supercondutor
A supercondutividade foi descoberta pela primeira vez em 1911, quando o mercúrio foi resfriado a aproximadamente 4 graus Kelvin pelo físico holandês Heike Kamerlingh Onnes, que lhe rendeu o Prêmio Nobel de 1913 em física. Nos anos seguintes, esse campo se expandiu bastante e muitas outras formas de supercondutores foram descobertas, incluindo os supercondutores do tipo 2 na década de 1930.
A teoria básica da supercondutividade, BCS Theory, rendeu aos cientistas – John Bardeen, Leon Cooper e John Schrieffer – o Prêmio Nobel de 1972 em física. Uma parte do Prêmio Nobel de física de 1973 foi para Brian Josephson, também por trabalhar com supercondutividade.
Em janeiro de 1986, Karl Muller e Johannes Bednorz fizeram uma descoberta que revolucionou a maneira como os cientistas pensavam em supercondutores. Antes deste ponto, o entendimento era que a supercondutividade se manifestava apenas quando resfriada até quase zero absoluto , mas usando um óxido de bário, lantânio e cobre, eles descobriram que se tornou um supercondutor a aproximadamente 40 graus Kelvin. Isso iniciou uma corrida para descobrir materiais que funcionavam como supercondutores em temperaturas muito mais altas.
Nas décadas seguintes, as temperaturas mais altas atingidas eram cerca de 133 graus Kelvin (embora você pudesse atingir 164 graus Kelvin se aplicasse uma pressão alta). Em agosto de 2015, um artigo publicado na revista Nature relatou a descoberta de supercondutividade a uma temperatura de 203 graus Kelvin quando sob alta pressão.
Aplicações de supercondutores
Os supercondutores são usados em uma variedade de aplicações, mas principalmente na estrutura do Large Hadron Collider. Os túneis que contêm os feixes de partículas carregadas são cercados por tubos contendo supercondutores poderosos. As supercorrentes que fluem através dos supercondutores geram um intenso campo magnético, por indução eletromagnética , que pode ser usado para acelerar e direcionar a equipe conforme desejado.
Além disso, os supercondutores exibem o efeito Meissner, no qual cancelam todo o fluxo magnético dentro do material, tornando-se perfeitamente diamagnético (descoberto em 1933). Nesse caso, as linhas do campo magnético realmente viajam ao redor do supercondutor resfriado. É essa propriedade dos supercondutores que é frequentemente usada em experimentos de levitação magnética, como o bloqueio quântico observado na levitação quântica. Em outras palavras, se hoverboards no estilo Back to the Future se tornarem realidade. Em uma aplicação menos mundana, os supercondutores desempenham um papel nos avanços modernos em trens de levitação magnética, que oferecem uma possibilidade poderosa para o transporte público de alta velocidade baseado em eletricidade (que pode ser gerada usando energia renovável), em contraste com as opções atuais não renováveis, como aviões, carros e trens movidos a carvão.
