El material superconductor muestra algunas propiedades extraordinarias que lo hacen muy importante para la tecnología moderna. La investigación sigue adelante para entender y utilizar estas extraordinarias propiedades de los superconductores en varios campos de la tecnología. Tales propiedades de los superconductores se enumeran a continuación…
- Cero Resistencia eléctrica (Conductividad infinita)
- Efecto Meissner: Expulsión de campo magnético
- Temperatura Crítica/Temperatura de Transición
- Campo magnético crítico
- Corrientes persistentes
- Corrientes de Josephson
- Corriente crítica
Resistencia eléctrica cero o conductividad infinita
En el estado superconductor, el material superconductor muestra la resistencia eléctrica cero (conductividad infinita). Cuando la muestra de un material superconductor se enfría por debajo de su temperatura crítica/temperatura de transición, su resistencia se reduce repentinamente a cero. Por ejemplo, Mercurio muestra una resistencia cero 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 el campo magnético penetre en su interior. Este fenómeno en los superconductores se llama efecto Meissner. El efecto Meissner se muestra en la siguiente figura…
Temperatura Crítica/Temperatura de Transición
La temperatura crítica de un material superconductor es la temperatura a la que los materiales cambian de estado conductor normal a estado superconductor. Esta transición del estado conductor normal (fase) al estado superconductor (fase) es repentina / aguda y completa. La transición del mercurio del estado conductor normal al estado superconductor se muestra en la figura siguiente.
Campo magnético crítico
El estado/fase superconductor de un material superconductor se rompe cuando el campo magnético (ya sea externo o producido por el propio superconductor que fluye por la corriente) aumenta más allá de un cierto valor y la muestra comienza a comportarse como un conductor ordinario. Este cierto valor de campo magnético más allá del cual el superconductor regresa al estado ordinario, se llama campo magnético crítico. El valor del campo magnético crítico depende de la temperatura. Como la temperatura (por debajo de la temperatura crítica) reduce el valor del campo magnético crítico campo magnético La variación del campo magnético crítico con la temperatura se muestra en la siguiente figura.
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 ahora si quitamos el campo magnético se induce una corriente en el anillo debido a su autoinducción. Por La ley de Lenz la dirección de esta corriente inducida es tal que se opone al cambio de flujo que pasa a través del anillo. Como el anillo está en estado superconductor (resistencia cero), la corriente inducida en el anillo continuará fluyendo, esta corriente se llama corriente persistente. Esta corriente persistente produce un flujo magnético que hace que el flujo magnético pasando a través de la constante del anillo.
Corriente de Josephson
Si dos superconductores están separados por una fina película de material aislante, que forma una unión de baja resistencia, se encuentra que los pares de cobre (formados por la interacción de los fonones) de los electrones, pueden hacer un túnel de un lado de la unión al otro lado. La corriente, debido al flujo de tales pares de cobre, se llama corriente Josephson.
Corriente crítica
Cuando una corriente pasa a través de un conductor en estado superconductor, un campo magnético se desarrolla. Si la corriente aumenta más allá de cierto valor, el campo magnético aumenta hasta el valor crítico en el que el conductor vuelve a su estado normal. Este valor de corriente se llama corriente crítica.
