Superconductores: onte ficción realidade

1987/12/01 Aizpurua Sarasola, Joxerra Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Materialak
• Fisika

Os mellores condutores: os superconductores

Prof. Paul Chu.

Nos metais, os electróns máis afastados dos átomos forman una nube electrónica. Creando una diferenza de potencial entre dous puntos, a nube electrónica móvese nunha dirección. Esta é a corrente eléctrica.

Pero os electróns, no seu movemento, atopan algúns obstáculos. Por unha banda, ao ter carga negativa, repélense e por outro, chocan cos núcleos atómicos.

Estas barreiras son a base de conceptos físicos tan coñecidos como a resistividad eléctrica e a calor perdida por efecto Joule.

Hoxe en día, en todas as aplicacións nas que utilizamos corrente eléctrica atopámonos tanto coa resistividad eléctrica como coa calor perdida por efecto Joule.

Devandito o devandito, que é a superconductividad? A baixas temperaturas, algúns metais e aliaxes perden resistividad, é dicir, a nube electrónica non atopa obstáculos no seu movemento e non hai perda de enerxía ou calor.

Nas seguintes liñas analizaremos a causa deste fenómeno.

Aínda que os electróns forman una nube a temperaturas normais, non ocorre o mesmo a baixas temperaturas. Nesta situación os electróns forman pares e cando uno destes electróns choca con algún núcleo atómico, a enerxía perdida recibiraa o outro electrón do par.

Lamentablemente, paira poder conseguir esta situación é necesario utilizar condutores a temperaturas moi baixas, como o aluminio a -272°C e o chumbo a -266°C. Una vez alcanzado este nivel de frío, necesitamos un refrigerante paira poder manter esa temperatura. Normalmente utilízase helio líquido e sábese que o helio é escaso e caro. Cando os investigadores empezaron a investigar neste campo, tiñan claro que con materiais convencionais non ían conseguir avances significativos. Por tanto, a investigación debía ir dirixida a novos materiais, en concreto a materiais sintéticos orgánicos e cerámicos.

Tren suspendido magnéticamente.

Neste sentido, os resultados foron inmediatos. É máis, podemos dicir que estamos ante unha revolución científica. A finais de 1986, por exemplo, os investigadores Alex Müller e George Bednorz atoparon un superconductor a -238°C. (Estes dous investigadores recibiron o Premio Nobel de Física de 1987 polo seu descubrimento! Véxase Artigo sobre premios na páxina 15). En xaneiro de 1987 Paul Chu, investigador da Universidade de Houston, atopou un material que podía considerarse superconductor a unha temperatura de -180°C. Este investigador deixou a marca a -48°C en maio deste ano.

Neste momento no que estamos a redactar este artigo, non sabemos exactamente cales foron os últimos recados, xa que tantos investigadores como casas comerciais gardan os resultados en segredo, pero segundo os rumores, hai máis dun material superconductor a temperatura ambiente.

Onde notar as vantaxes dos superconductores?

Tamén serán aplicables en microelectrónica.

Aínda que podemos avanzar algunhas aplicacións, con moitas outras non sucede o mesmo. Con todo, consideramos que os principais avances serán nos seguintes ámbitos:

Instrumentación de medida de alta sensibilidade. Poderanse medir campos magnéticos menores que 10-11 Oersted, diferenzas de potencial menores de 10–17 e potencias menores de 10–23 Watios. Dispositivos electrónicos superconductivos con tempos de conmutación de 10-10 segundos. Isto permite obter computadores ultrarrápidos. Os trens suspendidos magnéticamente poden alcanzar una velocidade de 700 km/h.
• A enerxía almacenarase en aneis superconductivos, polo que o almacenamento de enerxía non terá especiais dificultades. Por iso, na actualidade as perspectivas cambian radicalmente e a escaseza de enerxía non nos preocupará tanto.

Non creas que a posta en marcha das aplicacións mencionadas pode durar moito tempo. Serán habituais na próxima década se seguen o camiño iniciado nas investigacións. Non o dubides!