miércoles, 27 de octubre de 2010

Breve cronología de la superconductividad

En 1911, en Leiden, Países Bajos, comienza la historia de la superconductividad. El físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes, dedicaba su trabajo a investigar sobre gases nobles a baja temperatura. Descubrió como lograr He líquido, y derivó su investigacióna  conocer las variaciones de resistividad conforme los materiales se acercaban al cero absoluto. Se sabía ya entonces que muchos materiales presentaban un descenso lineal de la resistividad junto al de la temperatura, pero se desconocía que pasaba cuando la temperatura se acercaba a 0 K.


Heike Kamerlingh Onnes


La solución la halló enfriando Hg hasta temperaturas cercanas a 0 K. Escogió el Hg porque tras varias destilaciones se puede considerar casi completamente puro sin relativa dificultad de preparación. H.K. Onnes observó que la resistividad desaparecía por completo en torno a los 4K. Había descubierto la superconductividad.H.K. Onnes recibió el Nobel de Física por sus investigaciones en torno a materiales a baja temperatura dos años después, en 1913.

En 1933, Walter Meissner y Robert Ochsenfeld descubrieron el “efecto Meissner”, el cual nos dice que durante su estado superconducotr, un material repele el campo magnético.


Efecto Meissner

A lo largo de los siguientes años, se descubren unevos materiales superconductores cada vez a mayores temperaturas.

1941: Nitruro de Niobio, superconductor a 16 K.

1953: Vanadio – Silicio, superconductor a 17,5 K.


Levitación por diamagnetismo, claro ejemplo del efecto Meissner

1957: John Bardeen, Leon Cooper y John Schiefer desarrollan la primera teoría aceptada sobre la superconductividad. Según esta, los electrones se agrupan en pares, llamados pares de Cooper, por medio de la fuerza atractiva de un electrón tras la polarización local de la red de iones positivos. Se la conoce como teoría BCS

1960-69: Se desarrolla un superconductor de Niobio – Titanio para un acelerador de partículas en Inglaterra. Se pueden comenzar a observar aquí ya las primeras aplicaciones de la superconductividad a las industrias de más avanzada tecnología.

1962: Se fabrica un alambre superconductor de Niobio – Titanio para uso comercial. Además, este año Brian D. Josephson predice en la Universidad de Cambridge que la corriente eléctrica puede fluir entre dos materiales superconductores aun cuando están separados por un material aislante o no superconductor.  Es lo que se conoce como “efecto Josephson” o de tunelamiento.


Efecto Túnel

1972: John Bardeen, Leon Cooper y John Schiefer ganan el Premio Nobel de Física por su teoría BSC.

1980: Década vital para la investigación en superconductores. Este mismo año se sintetiza el primer superconductor orgánico por Klaus Bechgaard de la Universidad de Copenhagen (y otros tres franceses). Se tiene que enfriar a 1.2K y someter a alta presión para lograr la superconductividad. Esta posibilidad fue sugerida en 1964 por Bills Little, de la Universidad de Stamford.

1986: Alex Müller y Georg Bednorz del IBM Research Laboratory en Rüschlikon, Suiza, desarrollaron un componente cerámico frágil superconductor a 30 K. Se utilizo, lantano, bario, cobre y oxigeno para la sintetización de este cerámico

1987: Investigadores de la Universidad de Alabama-Hunstville sustituyen el Itrio por el Lantano en la molécula de Alex Müller y Georg Bednorz alcanzando una temperatura critica de 92K. YBaCuo

1993: La primera síntesis de mercurio-cupratos se desarrollo en la Universidad de Colorado y por el equipo de A. Schilling, M. Cantoni, J. D. Guo, y H. R. Ott de Suiza. Hasta ese momento se había llegado a una Tc 138 K. Este material se logro con talio-dopado, mercurio-cuprato comprimido de los elementos mercurio, talio, bario, calcio, cobre y oxigeno.

1997: Investigadores encontraron que a una temperatura cerca del cero absoluto de una aleación de oro e indio son superconductores y un magneto natural. Sin embargo el pensamiento convencional soporta que un material con tales propiedades podría no existir Desde entonces más de media docena de tales componentes han sido encontrados.


Sección de cable superconductor

2005: Superconductors.ORG descubrieron que el incremento en la razón de peso de los planos entre las capas de perovskites pueden incrementar la temperatura de transición Tc significativamente. Esto permitió descubrir no menos de 30 nuevos superconductores de alta temperatura.

2008: El 6 de marzo del 2008 se encontró que el compuesto:

(SnPb0.5In0.5)Ba4Tm5Cu7O20+

Tiene propiedades superconductoras alrededor de 185.6 Kelvin, con lo que es el primer material superconductor a “temperatura ambiente” (-87.4 ºC).

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