Superconductividad
(SC) es la característica intrínseca de ciertos materiales, cuando se enfrían
a temperaturas extremadamente bajas, para conducir corriente sin resistencia
ni pérdidas.
Esta
propiedad fue descubierta en 1911 por el Físico Alemán H. Kamerlingh Onnes,
cuando observó que la resistencia eléctrica del Mercurio desaparecía cuando
se enfriaba a 4ºK.
Tales
materiales superconductores tienen también la propiedad de repeler el campo
magnético (efecto Meissner).
Los
que repelen el campo magnético completamente son los llamados
superconductores tipo I. Éstos dejan de ser superconductores si son sometidos
a campos magnéticos externos por encima de un cierto valor.
Los
superconductores tipo II, presentan un efecto Meissner sólo parcial,
mostrando zonas donde el campo magnético puede atravesarlos y se mantienen
superconductores aún en presencia de poderosos campos magnéticos.

Ginzburg
construyó la denominada teoría de Ginzburg-Landau, TGL, (primeros
años de la década de 1950), que proporciona dos ecuaciones que han servido,
y siguen sirviendo, para interpretar muchos resultados y hacer importantes
predicciones en el campo de la superconductividad.
Alexei
Abrisokov interpretó el mecanismo que describe el comportamiento de los
superconductores tipo II, concluyendo que al aumentar el campo magnético el
superconductor, en vez de dejarse inundar de golpe por el campo, perdiendo la
superconductividad, se deja atravesar por filamentos (vórtices) de campo,
distribuidos geométricamente, manteniendo superconductor el volumen no
perforado. Cuando el campo crece, crece el número de vórtices, hasta que
para campos magnéticos, normalmente muy elevados, la densidad de los
vórtices es tan elevada que la superconductividad no tiene donde sobrevivir.
Hoy
sabemos que muchas aleaciones y compuestos, incluso dos elementos, niobio y
vanadio, presentan la superconductividad predicha por Abrikosov.
Anthony
Leggett combinó las teorías de Landau para líquidos con spín
semientero, la teoría microscópica de la superconductividad y la teoría de
la resonancia magnética nuclear para explicar la superfluidez del helio.
El
4He y el 3He se hacen líquidos cerca del cero absoluto
y no pasan a sólido al bajar la temperatura a no ser que se aumente la
presión a más de 20 atm, entonces, aparecen efectos cuánticos que causan la
desaparición de la viscosidad volviéndose superfluídos. Como consecuencia,
el líquido puede atravesar poros que un líquido normal no podría al quedar
frenado por la fricción.
En
la teoría microscópica de la superconductividad los electrones, cuyo spín
es 1/2, encuentran maneras de formar parejas con spín cero (pares de Cooper)

El
3He superfluído consistiría en pares de átomos. Estos
pares de átomos tendrán propiedades magnéticas, lo que
significaría que el líquido sería anisótropo, mostrando
diferente propiedades en diferentes direcciones. Medidas del campo
magnético muestran que, en realidad, el superfluído muestra
una mezcla de tres fases diferentes que poseen diferentes
propiedades y la proporción en que aparecen depende de la
temperatura, presión y campos magnéticos externos
|